Ученые объяснили, почему пальцы хрустят — Naked Science
Редакция

Ученые объяснили, почему пальцы хрустят

Хруст пальцев объяснили схлопыванием пузырьков газа, которые формируются, когда объем сустава резко увеличивается.

cracking-your-knuckles-what-makes-that-popping-sound-and-is-it-bad-for-you-136424873040302601-180206145009
©Wikipedia

Вопрос о том, почему у некоторых людей пальцы издают характерный хруст при вытягивании, гораздо сложнее, чем кажется. Ответ на него требует знания анатомии и гидродинамики. В этом году выяснилось, что даже современные методы визуализации внутренней структуры тела не могут дать этому верные объяснения.

 

«Пространство между концами фаланг заполнено синовиальной жидкостью — густой массой, которую выделяет одна из внутренних оболочек суставной сумки. Когда вы растягиваете сустав, резкое снижение давления внутри суставной сумки приводит к тому, что часть газа, растворенного в этой жидкости, образует пузырьки», — объясняет профессор Абдул Баракат (Abdul Barakat) из лаборатории гидродинамики Политехнической школы в Палезо (Франция), один из авторов работы.

 

Предыдущие исследования показали, что не всякий сустав может издать такой звук, а те, что хрустят, делают это не чаще чем раз в 20 минут. Ученые давно знают, что хруст пальцев как-то связан с пузырьками газа внутри сустава, но как именно — до сих пор было загадкой. Некоторые специалисты полагали, что звук образуется, когда такие пузырьки лопаются, другие считали, что хруст — результат формирования пузырьков.

 

В 2015 году загадка, казалось, была разгадана: используя магнитно-резонансную томографию, канадские ученые из Университета Альберты заглянули внутрь хрустящего сустава и убедились в том, что звук возникает не тогда, когда пузырьки газа лопаются, а в момент их появления. Они связали это с резким перепадом давления в суставе, возникающим вследствие очень быстрого формирования газового пузыря.

 

МРТ кисти человека, сделанная в момент регистрации возникновения хрустящего звука. University of Alberta.

 

Идея перепроверить результаты канадцев пришла в голову одному из студентов Бараката и соавтору работы, опубликованной на этой неделе в журнале Scientific Reports. Прямое наблюдение за тем, что происходит в суставе, нельзя использовать как доказательство причинно-следственной связи между событием и звуком из-за низкого временного разрешения магнитно-резонансных томографов. Так решили ученые — и вместо того, чтобы разглядывать снимки суставов, создали математическую модель заполненной жидкостью суставной сумки.

 

Симулируя вытягивание пальцев и удлинение суставной сумки в этой модели, Баракат и его коллеги получили несколько версий событий, порождавших звуковую волну, по частоте и длине совпадающую с реальным хрустом пальцев. В симуляциях акустические колебания создавались сразу после того, как пузырьки газа лопались — полностью или частично. Последнее уточнение особенно важно, отмечает Баракат, поскольку объясняет и результаты предыдущих экспериментов. Канадские исследователи замечали, что пузырьки газа оставались в суставе после хруста. Для появления звука достаточно, чтобы пузырь потерял от 30 до 40 процентов объема, остальные 60-70 процентов были видны на МРТ, объясняет Баракат.

 

Впрочем, он признает, что модель, созданная его коллегами, несовершенна: они начинали симуляции с уже имеющимся пузырьком. Вполне возможно, что его формирование также способно породить звуковую волну с нужными характеристиками, отмечает ученый, добавляя, что загадка хрустящих пальцев все еще не разгадана до конца.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

Вчера, 20:52
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

Вчера, 21:44
Василий Парфенов

Винтокрылый дрон Ingenuity продолжает демонстрировать свою исключительную пользу в качестве инструмента для изучения Марса. Он совершил уже десятый полет, преодолев в сумме 1838 метров, а также разогнался до рекордной скорости и поднялся на впечатляющую высоту.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: