Ученые объяснили, почему пальцы хрустят — Naked Science
6 минут
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, 21:19
5 минут
Мария Кривоченко

Попав в пасть лягушки, жуки обычно погибают. Хотя земноводные не могут перемолоть их зубами, как это делают млекопитающие, желудочный сок разъедает большинство насекомых. Однако водолюбы смогли выжить и выбраться наружу через кишечник без повреждений.

6 часов назад
5 минут
Денис Гордеев

Объект K2-25b практически полностью состоит из ядра, а его газовая оболочка очень тонкая. Как так получилось — загадка для ученых.

8 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Компания SpaceX запустила демонстратор технологий корабля Starship с техасского космодрома в деревне Бока-Чика. Аппарат поднялся на 150 метров и приземлился в другой части тестовой площадки.

Позавчера, 09:31
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

2 августа
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 20:00 (мск), должен состояться 150-метровый «прыжок» демонстратора технологий космического корабля Starship. Трансляцию вы сможете посмотреть на нашем сайте.

2 августа
35 минут
Александр Березин

На планете разворачивается новая лунная гонка. Российская космическая отрасль пытается обозначить участие в ней, патентуя многопусковой полет к спутнику Земли. Очевидно, что это лишь суррогат сверхтяжелых ракет, которых мы пока не строим. США, напротив, активно разрабатывают сразу два сверхтяжа – но и там не все гладко. Их лунная программа может испытать сильнейший удар в ближайший год. Скептики считают, что усилия всех участников гонки бесполезны. Мол, пилотируемые полеты к другим небесным телам не нужны, ибо дороги. Автоматы смогут все сделать намного дешевле. На деле лунная программа, как мы покажем ниже, не дороже полетов к МКС. Да и автоматы не дадут нам ничего подобного результатам пилотируемой лунной экспедиции. Попробуем разобраться почему.

6 июля
5 минут
Мария Азарова

Ученые, работающие с крупнейшим в мире радиотелескопом, сообщили об обнаружении эмиссии нейтрального водорода, исходящей от объектов за пределами нашей Галактики.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: