I tentativi di raffreddare il cervello per ridurre le lesioni da trauma cranico ictus e altre possono incontrare un ostacolo significativo: i dispositivi di raffreddamento attuale non riesce a penetrare molto in profondità nel cervello.
Gli scienziati della Washington University School of Medicine a St. Louis utilizzati ratti per convalidare un "freddo schermatura" effetto del flusso di sangue che in precedenza prevista teoricamente. L'effetto di schermatura, creato da grandi quantità di sangue caldo che continuamente profumato tessuto cerebrale, evita un calo delle temperature intorno alla testa di penetrare al di là di una certa profondità nel cervello.
Molti studi clinici in corso cercano di ridurre la temperatura del cervello attraverso le unità di raffreddamento incorporati in cappelli o altri dispositivi che circondano la testa. Tuttavia, le nuove scoperte, pubblicate online questo mese nel Journal of Applied Physiology, suggeriscono in molti pazienti tali tecniche sarà in grado di sconfiggere la regolazione naturale della temperatura integrato nel cervello attraverso il sistema sanguigno.
"Nell'uomo adulto, la lunghezza caratteristica che questo tipo di aggressione a freddo sembra di penetrare è circa un decimo di pollice, lasciando la temperatura di circa 6 centimetri di tessuto cerebrale invariata", dice l'autore senior Dmitriy Yablonskiy, Ph.D., professore di radiologia presso la Facoltà di Medicina e della fisica in Arti e delle Scienze. "I nostri risultati suggeriscono che la ragione gli studi di questo tipo hanno finora prodotto risultati inconsistenti è perché non siamo abbastanza raffreddamento del cervello."
La quantità di sangue che scorre attraverso i tessuti del cervello determina il grado di effetto schermante. I bambini piccoli, neonati e nei neonati particolare, hanno cervello più piccolo di flusso di sangue inferiore e possono essere più sensibili a una unità di raffreddamento intorno alla testa. Ma per gli altri pazienti, Yablonskiy afferma, un diverso approccio è necessario.
Freddo rallenta la velocità delle reazioni chimiche, potenzialmente rallentare le reazioni che causano danni permanenti nei pazienti con trauma cranico ictus e altre. I tentativi di creare questo effetto negli animali sono stati abbastanza successo da ispirare gli sforzi per adattare l'approccio per la sperimentazione umana.
"Il problema è che non abbiamo idea di quello che la temperatura del cervello umano è e non c'è modo di misurarla a corto di chirurgia, che proprio non è la stessa misura della temperatura in un cervello intatto", spiega Yablonskiy, che è anche un professore di fisica presso la Scuola di Arti e Scienze.
Alex Sukstanskii, Ph.D., un ricercatore senior nel laboratorio Yablonskiy, utilizzato matematica e fisica per sviluppare una teoria di quanto freddo potrebbe penetrare nel cervello. Sukstanskii ei suoi colleghi hanno ipotizzato che il fluido capelli, pelle, ossa e cerebrospinale che circonda il cervello non sarebbe sostanzialmente impedire la penetrazione di freddo. Ma hanno pensato che la quantità enorme di sangue che scorre attraverso il cervello si sarebbe rivelato molto più resistente. Mentre il cervello rappresenta solo circa il 2 per cento della massa del corpo, utilizza il 20 per cento del consumo totale di ossigeno, che viene consegnato dal flusso sanguigno.