了解大脑在低应变率下的响应对于预测脑积水或脑水肿等病变如何导致致命的脑疝至关重要。尽管人们普遍认识到脑组织对较高应变率的响应与其粘弹性有关，但目前仍不清楚在数小时至数天的加载过程中，组织是表现为流体还是固体，以及对低应变率的依赖性。
为了解决以上问题，在低应变率下（2 × 10-6 /s ~ 2 /s）对猪白质样本系统地进行了非受限压缩-等距保持实验，应变为10%。结果发现，在应变率为2 /s时，脑组织的表观杨氏模量约为3000 Pa，随着应变率逐渐降低，在2 × 10-6 /s时达到约160 Pa。当应变率小于10-4 /s时，相较于较高应变率下，表观杨氏模量对应变率变化的敏感性降低，并趋向于平衡杨氏模量。采用幂律函数描述了表观杨氏模量随应变率的变化。
与之前的研究相比，我们研究的应变率响应范围更广，涵盖了从2 /s到2 × 10-6 /s的7 个数量级，其中包含了相对较低的应变率。此外，我们不仅在不同的低应变率下进行了压缩实验，还在这些应变率下进行了长时间的保持实验，直到力达到平衡。结果表明，表观模量随应变率的变化在低应变率时应存在渐近线，在脑疝等病理情况下，大脑表现为顺应性弹性固体。这项研究提供了有关脑组织随速率变化行为的新见解，这对于更好地理解其生理和临床过程至关重要。
近期，该成果以“compressive response of white matter at low strain rates”为题发表在力学领域顶级期刊International Journal of Mechanical Sciences。论文的第一作者为南京航空航天大学航空学院博士生苏丽君，通讯作者为卢天健教授，共同通讯作者为刘少宝副教授。本研究得到了国家自然科学基金（12032010和12272179）和江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX23_0349）的资助。论文链接https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2024.109415。
