创世纪 2018-04-13 12:26

为何你掰手指头会咔咔响?原来原理这么深

​​电影中常常会出现这样的镜头,两个人想搏斗时,常常会把手指掰响,从而显示自己有很强壮的身体来威慑对方。但你有没有想过这个“声响”是如何行程的?这个过程对你的手指有损伤吗?

坊间不少人认为,掰手指时发出的清脆声音是关节液里的“泡泡”气泡过程而发出的声音。还有一些人,觉得这可能是韧带在强大压力下发出的奇怪声音。但这事就这么简单吗?还真有人去研究过,甚至还写了学术论文!

50多年来,一直有人在发布关于手指为什么会掰响的学术论文。最近法国巴黎综合理工大学的一对研究人员揭示了一个开裂关节的数学模型,并表明旧理论可以准确地解释这种声音。

然而,2015年,阿尔伯塔大学的Greg Kawchuk和合作者使用核磁共振成像扫描仪记录了一名频繁出现关节病的志愿者的手指。在图像中,您可以看到指关节凸起部分突然出现裂痕。Kawchuk博士及其同事写道,这就是形成泡沫的结果,这种泡沫持续了一段时间,其创造可能是造成破裂噪音的原因。他们认为气泡在流体中产生了压力波,产生了声音。然而,目前还不清楚这一波如何能够强大到足以形成独特的裂缝。

法国巴黎综合理工大学生物力学教授Abdul Barakat和当时的硕士生Vinenes Suja在2015年的论文中发现,他们越来越感兴趣于指关节开裂。为了观察旧的理论是否能够产生如此巨大的声音,他们创建了一个简化的带有气泡的关节数学模型,并进行模拟,将模型中气泡崩溃的理论声音与Suja先生的录音进行比较,他现在是斯坦福大学的博士生,还有一些人正在抨击他们的指节。

他们发现,模型预测的声音的音量和频率与录音相当吻合,即使气泡只是突然缩小,只要不是消失。巴拉卡特博士说,气泡只需要缩小30%到40%就可以产生这种爆裂噪音,尽管气囊的尺寸比MRI中可见的气囊小。研究人员并没有模拟泡沫形成时会发生什么,模型只是假设其存在。

Kawchuk博士认为,下一步似乎是合理的,看看类似模型中气泡的形成是否会产生声音。但要真正了解清楚这个过程,最好的办法就是“从头到尾的进行建模”。没想到一个简单生理现象,要想透彻的研究清楚,居然这么复杂。看来医学真是一门深奥的学科。(科技新发现 康斯坦丁/文)​​​​

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