1000万美元的联邦拨款扩大了预防脑震荡的研究

布朗大学-尽管越来越多的人担心脑震荡会影响运动员、士兵和其他人，但这些伤害仍然难以预防甚至诊断。

包括布朗大学三位教授在内的一项研究合作一直致力于对创伤性脑损伤的全面理解——将大脑细胞水平的损伤与头部受到打击所涉及的力量和运动联系起来。这项名为PANTHER的合作项目的最终目标是开发一种检测脑震荡发生的新方法，以及能够更好地保护脑震荡的新头盔技术。 

现在，由于美国海军部内的海军研究办公室提供了1000万美元的新拨款，这项工作将进一步扩大。

“脑震荡是一种潜在的伤害，因为通常没有外在的迹象表明已经发生了伤害，”布朗工程学院的助理教授哈内什·凯萨里说，他与其他教员黛安·霍夫曼-金和大卫·赫南一起参与了这个项目。“所以有必要找到新的检测方法，这就需要更好地了解这些损伤的机制。”这就是我们正在努力做的事情。”

PANTHER由威斯康星大学麦迪逊分校教授克里斯蒂安·弗兰克(Christian Franck)领导，他于2017年在布朗大学启动了这个项目，当时他还是工程学院的教授。Franck正在开发新的技术来成像创伤后单个细胞的损伤，并致力于精确量化造成这种损伤所需的力量。 

霍夫曼-金是一名医学科学和工程学副教授，他正致力于将弗兰克的单细胞研究提升到细胞群的水平。她研究的是微型大脑，模拟真实大脑基本功能的3D脑细胞培养物。利用微型大脑，研究人员希望了解更多关于细胞对创伤作出反应时所交换的化学信号。这些信号通路可以作为脑震荡检测的一种手段。

布朗大学卡尼脑科学研究所(Brown’s Carney Institute for brain Science)的霍夫曼-金(Hoffman-Kim)说:“迷你大脑实际上只是一堆细胞，但它们有电活动、毛细血管网络，它们可靠地接近大脑的细胞密度和硬度，这些都与我们正在研究的东西有关。”“通过与PANTHER的合作，我们将能够使用微型大脑进行实时损伤检测，并在损伤过程中处理发生的生化信号。”

Kesari和Henann将研究将这些内部细胞损伤与外部应力和张力联系起来的计算方法。其目标是创建高保真的头部、颈部和大脑的计算机模型，能够捕捉大脑内外的损伤动态。

“Diane和Christian的研究告诉我们大脑内部的压力或紧张程度会导致损伤，”Kesari说。“那么问题就变成了:如果一名足球运动员在球场上奔跑并击中球，这种外力如何转化为内应力?”所以我的工作是将这些身体运动与大脑内部压力联系起来。”

最终，该团队希望开发一种可以放置在头盔内的传感器，这种传感器可以探测到足以造成内部损伤的冲击力。

“你可以把它想象成头部的Fitbit，”Kesari说。“我们的想法是，你一直在监测，所以当破坏性影响发生时，你可以立即进行干预。”

该团队还与头盔制造商团队温迪(Wendy)合作，将有关脑震荡过程的新信息转化为能够更好地预防脑损伤的新型头盔。

霍夫曼-金说，她很高兴成为这项有可能帮助这么多人的努力的一部分。

她说:“我有两个儿子，他们整个高中都在运动。”“我想我们很多人都听过，‘不，妈妈，这很好;我可以回到球场上。“但我们知道，反复的创伤性脑损伤会导致长期问题。”如果我们能在检测初始损伤方面取得进展，就有望预防一些长期问题的发生。”