El modelamiento TC suministra entendimiento de la lesión cerebral traumática

Investigaciones de un ingeniero y un neurólogo revelaron que la lesión cerebral puede ocurrir después de 1ms de que una cabeza humana es lanzada contra un parabrisas como resultado de un accidente vehicular. Esto ocurre antes de cualquier movimiento global de la cabeza después del impacto con el parabrisas y es un concepto nuevo a considerar por los médicos interesados en la lesión cerebral traumática (TBI, por sus siglas en inglés).

El Dr. Paul Taylor, un ingeniero del departamento de métodos materiales computarizados a multiescala de los Laboratorios Nacionales Sandia de los Estados Unidos (Albuquerque, NM, EUA), y el Dr. Corey Ford, un neurólogo del departamento de neurología de la Universidad de Nuevo México (UNM; Albuquerque, EUA) y el Centro de Imagenología MIND, hicieron el descubrimiento después de modelar las interacciones de onda en un momento temprano en la cabeza humana después del impacto con un parabrisas, un escenario importante del inicio de la TBI.

La TBI está asociada con pérdida de la capacidad funcional del cerebro para realizar tareas cognoscitivas y de memoria, procesar información y realizar una gran cantidad de funciones motoras y de coordinación. "En el pasado no se prestaba mucha atención a los eventos en el momento temprano de la TBI”, comentó el Dr. Taylor. "Las personas –por ejemplo que estarían en un accidente vehicular donde golpean su cabeza en un parabrisas, sienten un ruido metálico, van a una sala de urgencias, y luego son liberadas. Estamos interesados en por qué las personas con lesiones de la cabeza de severidad similar con frecuencia tienen resultados muy diferentes en la función de memoria o en el regreso al trabajo”.

Los dos investigadores empezaron el estudio importando una tomografía computarizada, procesado digitalmente, de una mujer sana en el código de computador físico de choque desarrollado por Sandia, CTH. El examen TC fue procesado digitalmente para segmentar todo el tejido blando y el hueso en tres materiales distintos –cráneo, cerebro, y líquido cefalorraquídeo (LCR).

Los modelos de computador luego fueron construidos representando el cráneo, el cerebro, el LCR, y el vidrio del parabrisas. Las simulaciones se llevaron a cabo en un computador de arquitectura paralela Thunderbird de Sandia usando 64 procesadores para cada simulación. "Los resultados de nuestras simulaciones demuestran las complejidades de las interacciones de onda que ocurren entre el cráneo, el cerebro y el LCR como el resultado del impacto frontal con el vidrio del parabrisas”, declaró el Dr. Taylor.

El modelamiento representa lo que sucedería a una persona sin sujetar que golpea el parabrisas de un automóvil en un choque de cabeza a 54,7 km/h con una barrera estacionaria. Para los investigadores fue evidente que pueden suceder diferentes tipos de daño celular dependiendo del tipo de estrés al cual se exponen las células. El estrés isotrópico típicamente llamado estrés de presión, impone alteraciones de la densidad que pueden dañar la estructura interna de una célula. La resistencia al corte actúa como un mecanismo de desgarramiento que hiere a la pared celular y las membranas, aumentando la apoptosis, o la muerte celular. Ambos probablemente cumplen un papel en la mayoría de los incidentes causando TBI.





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Sandia National Laboratories
University of New Mexico