Математика и её применения 30 марта 2018, 17:10 30 марта 2018, 18:10 30 марта 2018, 19:10 30 марта 2018, 20:10 30 марта 2018, 21:10 30 марта 2018, 22:10 30 марта 2018, 23:10 31 марта 2018, 00:10 31 марта 2018, 01:10 31 марта 2018, 02:10 31 марта 2018, 03:10

Загадка происхождения хруста пальцев поддалась математикам

Учёные уже не один десяток лет спорят о том, какой именно процесс лежит в основе характерных пощёлкиваний в суставах, возникающих, если потянуть за палец или сжать кулак. Положить конец спорам удалось только сейчас, причём сделали это математики.

Учёные – люди принципиальные, а есть такие неподдающиеся вопросы, которые, как заноза, не дают покоя. И один из них – это тайна хруста пальцев, который иногда раздаётся, если потянуть за палец или сжать кулак. С какой только стороны учёные ни пытались зайти, и всё тщетно – непосредственный источник звука так и не был найден. Но на этот раз за дело взялись математики, которые полностью оправдали и заново обосновали теорию "лопающихся пузырей".

Началось всё с того, что в 1947 году учёные из Великобритании впервые предположили, что раздражающий многих звук исходит от лопающихся пузырьков газа, которые образуются между поверхностями в суставе. В 1970-м другая команда заявила, что эти пузырьки не могут наделать столько шума. Также за почти вековую историю научного поиска различные исследователи выясняли, что не все суставы могут "хрустеть", и что после первого щелчка не всем удаётся повторить его в течение следующих 20 минут.

Совсем недавно в 2015 году были опубликованы новые результаты, из которых следовало, что хруст возникает не при коллапсе пузыря, а при его образовании между суставными поверхностями. При этом в работе говорилось, что этот процесс похож на возникновение вакуума. Но и в тот раз механизм появления звука не был раскрыт.

Стоит отметить, что все предыдущие попытки разобраться с пресловутым хрустом опирались на наблюдения врачей и различной сложности визуализации. В новой же работе математики Абдул Баракат (Abdul Barakat) из Парижской политехнической школы и Чандран Суджа (Chandran Suja) из Стэнфордского университета не стали искать любителей похрустеть пальцами, а занялись моделированием процесса.

Благодаря математической модели, в которую была заложена и подробная геометрия сустава, и физические законы поведения омывающей его синовиальной жидкости, исследователи выяснили, что предложенная давным-давно версия о лопающихся пузырях абсолютно верна.

"Мы хотели взглянуть на проблему математически, поскольку все предыдущие работы основывались на наблюдениях и визуализациях, – рассказывает Баракат. – Мы попытались построить математическую модель, которая наиболее полно описывает регулирующие процесс физические явления".

Одной из главных проблем, которые усматривали противники теории "лопающихся пузырей" в прошлом, было то, что даже после того, как сустав хрустнул, вокруг него остаются пузырьки. Теперь новая математическая модель показала, что даже частичного коллапса одного из них достаточно, чтобы произвести характерный звук.

В любом случае, любители похрустеть костяшками могут пока спать спокойно, поскольку ни вред от этого занятия, ни польза пока не были доказаны однозначно. Более того, учёные довольно давно выяснили, что никакой связи с артритом у хруста суставов нет.

Описание модели и выводы авторов описаны в статье, опубликованной в издании Scientific Reports.

К слову, из материалов проекта "Вести.Наука"(nauka.vesti.ru) можно почерпнуть немало интересной информации о наработках учёных и медиков в обрасти борьбы с артритом, а также о специфических имплантатах для суставов.