La mecánica del traumatismo craneoencefálico

Los traumatismos craneoencefálicos son una importante causa de muerte e invalidez. Suelen ser provocados por impactos con elementos contundentes y por aceleraciones angulares rápidas, como sucede en los accidentes de tráfico o deportivos, en las caídas u otros incidentes. Desde un punto de vista mecánico, tales lesiones ocurren cuando la carga mecánica local excede ciertos niveles de tolerancia del tejido cerebral. Ahora bien, la determinación de tales niveles no es tan sencilla. No sólo hacen falta modelos realistas de la respuesta dinámica del cerebro, sino también determinaciones precisas de las propiedades materiales del tejido bajo condiciones de carga reales.

Las cosas se complican más debido a la compleja geometría del cerebro y su significativa falta de homogeneidad, tanto a niveles macroscópicos como microscópicos. En concreto, la sustancia gris del cerebro, formada principalmente por somas neuronales, es fundamentalmente isótropa. En cambio, la sustancia blanca, que consiste en grupos de axones (o fibras nerviosas) que llevan las señales a otras neuronas, pueden tener orientación, como se aprecia en la figura^[1]. En muchos tipos de accidentes, los axones son especialmente vulnerables, principalmente en el límite entre la sustancia gris y la blanca.

Representación artística de la sustancia blanca del cerebro.

Badar Rashid, Michel Destrade y Michael Gilchrist, de la Universidad Colegio de Dublín y la Universidad Nacional de Irlanda, Galway, han realizado recientemente unos estudios en tejido cerebral porcino, ya que mecánicamente es similar al tejido cerebral humano. Llevaron a cabo medidas y simulaciones detalladas de tensión dinámica bajo condiciones de impacto: tensiones compresivas de hasta un 50% y velocidades de tensión de hasta 9% por milisegundo, lo que corresponde con velocidades de 450 mm/s. Sus resultados sobre especímenes de sustancia gris y blanca mezcladas demuestran que los modelos lineales, llamados hiperviscoelásticos, describen bien los impactos de la vida real. De ellos obtuvieron varios parámetros mecánicos necesarios para que tales modelos sean fiables biológicamente.

Les deseamos los mejor y ya os informaremos cuando hagan públicos sus avances.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i7/p72_s1

1.^{^} Se trata de una representación artística de una micrografía electrónica del cerebro. El tamaño real que representa es de unos 20 μm por 30 μm.