告訴你人在被爆頭的一瞬間是什麼感覺?
冷兵器和槍彈兩者對頭部的損傷機理是不一致的。
刀具等銳器(即冷兵器)的致傷機理主要是侵徹作用(即直接損傷作用),其損傷性遠小於子彈。
子彈殺傷力的真正體現,則是子彈對重要器官造成的空腔效應。
一、子彈的致傷機理:
子彈的致傷效果是侵徹作用與空腔效應的有機結合。
上世紀40年代初,現代創傷彈道學開始出現,它專門研究槍彈等投射物在人體內的致傷效應和作用規律。目前大量的實驗證明,子彈對人體的致傷機理有:
1、侵徹作用:
即直接損傷作用,是投射物穿過組織時造成的組織斷離、撕裂,伴隨撕裂和擠壓,致傷機理與冷兵器相同。子彈的穿透力愈強,侵徹作用越大。如果彈頭最終穿過人體飛出,即造成貫通傷道,如果彈頭留在體內,即形成盲管傷道。除非擊中重要的器官或大血管,否則單純的侵徹作用帶來的致傷效果並不明顯,當然對於頭骨這種堅硬組織,侵徹作用是有可能造成其碎裂的。對於低速(速度不超過340m/s)、鈍頭、大口徑和全被甲彈頭而言,造成侵徹殺傷的可能性更大。而在高速子彈對組織的損傷作用中,撕裂效應居於次要地位。
2、空腔效應:
作為彈道創傷中破壞力最強的一種致傷作用,它是由彈頭高速穿過人體組織時的壓力波而產生的,相對侵徹作用它造成的傷害要嚴重得多。可分為永久空腔效應和瞬時空腔效應。能夠造成該效應的槍彈,必須具備一定的速度和動能,而且通常高速步槍彈的空腔效應要明顯高於低速手槍彈。
A、瞬時空腔效應。
人體密度遠高於空氣,子彈在身體內高速運動時會擠壓組織和器官,形成壓力波,使初始傷道急劇擴張,形成瞬時空腔。當瞬時空腔強度達到一定程度,空腔內壓力的迅速變化使傷道周圍的組織、器官在極短的時間內受到壓迫和牽拉,發生廣泛的撕裂和挫傷。這種力量如同用手擠壓彈簧後來回反彈一樣的促使空腔劇烈反覆收縮膨脹,嚴重損傷肌肉、血管和神經,還可折斷未直接命中的骨骼,使中彈者迅速喪失作戰能力乃至死亡。子彈速度越快,空腔效應越明顯,空腔直徑最高可達彈徑的30倍以上。
B、永久空腔效應。
當持續的時間只有1到數毫秒的消失壓力波後,受到嚴重損傷的瞬時空腔再也不能恢復到初始傷道的狀態,依靠撞擊摧毀掉的人體組織,最後會形成大小介於兩者之間的通道,這便是永久空腔。永久空腔效應是子彈殺傷人體最重要的方式。
美國5.56毫米M193彈的典型傷道剖面圖(彈頭重3.45克,初速943米/秒),該彈曾因近距離內殺傷力巨大而被稱為「黑彈」。圖中各部分為:A.瞬時空腔;B.永久空腔;C.肌肉損傷處;D.殘留在空腔內的彈頭殘片。
兩張圖記錄的空腔都是用明膠來測試的,當然明膠並不能完美模擬人體,但仍然可以看出,槍彈初速越高,其空腔效應越大,但侵徹作用卻相對越小。
二、子彈爆頭
20世紀60年代後,隨著軍用步槍小口徑化的進程,以加大空腔效應的方案開始得到重視,主要表現為在彈頭構造上做文章,採用空尖或鋼/鉛複合結構,同時提高其初速和動能。
因為前端開空腔的設計是為了讓彈頭質心偏後,導致彈頭射入人體後立刻重心偏移、迅速產生翻滾效應。同時速度更高、重量更輕的尖彈頭更容易發生失穩,而且僅靠失穩就能造成足夠的永久空腔來毀傷人體,它使其擊中人體後失穩和側向攪動,產生出口遠大於入口的喇叭形槍傷。相較於軟組織,壓力波更容易對於顱腦、內臟等粘稠組織造成廣泛損傷,甚至出現血肉橫飛的「爆頭」現象。由於其造成的瞬時空腔很大,形成的負壓還會把外界雜物吸入傷道而造成感染。
說完彈頭的構造,我們來說說人的頭部結構。
大腦周圍有8塊顱骨用於保證腦部的安全,子彈擦過發梢、突破頭皮、皮下組織和帽狀腱膜後,就接觸到了由鈣、磷、硅、膠原組成的顱骨。
高速的子彈瞬間就能將腦殼的命中點擊成碎片。此外,離槍越近,從彈頭上脫落的碎片就會在主創道周圍造成許多更小的永久空腔,彈頭的主要部分接下來就會一路撕扯組織,造成可怕的傷口,同時其動能就向周圍組織傳遞越多,造成周圍細胞被毀,傷口損壞的越嚴重,你所受到的傷害就越大。
當子彈穿透大腦後,大腦就會留下一條空腔,充當內部緩衝墊的結締組織和纖維膜被撕裂,腦脊髓液直接隨著由子彈造成的空腔流出。同時劇烈運動會導致腦壓增高,使得大半個腦子都噴出來了。
當然,那麼大的瞬時空腔不是一定會產生的。大型的瞬時空腔一般發生在彈頭失穩的情況下。軍用的全金屬被甲尖頭彈在進入人體組織後,需要繼續前進一段距離才會開始失穩;如果在彈頭失穩前就穿透人體(畢竟人體不一定有那麼厚),那麼就不會造成大型瞬時空腔。
如果彈頭在瞬時空腔收縮前就飛出人體,產生的射出口是星狀撕裂傷。雖然看上去很大,但是傷口較淺,也容易止血。
三、爆頭時的體驗
如果你突然被爆頭,你真的可以說是——連怎麼死的都不知道。
原因主要有兩個:
首先,大腦處理信息的速度實在是太~慢~了~;
人腦沒有痛覺感受器,人在腦部手術或者頭部受到撞擊時產生的痛覺是因為碰到了硬腦膜和肌肉,當然這一切的前提是你的大腦功能完好。事實上就算是在大腦完好的情況下,人體的自主運動系統對外界刺激的反應,還是比意識知覺的反應要快。
神經生物學家大衛·伊格曼(David Eagleman)說,電信號在大腦皮層灰質中的傳播速度大概是 1 m/s,與電傳導的速度相比,這個速度簡直 「慢到爆」。
如果把電傳導的速度比作是朱迪的語速,那麼電信號的傳導速度就是樹~懶~的~語~速~
換句話說,就是「其實我們一直是活在過去的。」
如果一個人遭遇到撞擊,他需要經過 150 - 500 毫秒(ms)才會覺察到撞擊物對皮膚的撞擊。
以初速943m/s的M193彈為例,單純考慮子彈的侵徹作用,假設子彈發出後由於各種原因幾乎沒有損耗,到接觸人體的那一刻速度仍認為943m/s,則在150ms後,當設想中仍能正常工作的大腦感知到子彈撞擊產生的疼痛時,子彈也已經完全穿透大腦並持續飛行一段距離,並且由於子彈的飛行速度比組織撕裂的速度要快,因此當子彈觸碰到結締組織時,它會連拉帶扯的將結締組織拉伸一段距離直至斷裂。
更別提由此而形成的空腔效應在那一瞬間對大腦造成的如同攪拌豆腐腦一般的巨大破壞力。
其次,遭受劇烈創傷以後,認知功能的完整性非常成問題,而認知功能受損會導致意識體驗喪失。
腦由三個部分組成大腦(cerebrum)小腦(cerebellum)和腦幹(brain stem)三部分構成。
粗略來講,大腦主要負責語言、認知、情感等高級功能,小腦負責運動與感覺、認知功能的協調,腦幹則控制著至關重要的呼吸、心跳等活動。
如果產生知覺的腦區受到了嚴重損傷,那所有的意識活動就會戛然而止。
這些重要的腦區包括
負責注意力和記憶的額葉皮層、
負責意識和警覺的丘腦、
負責知覺和理解力的顳回
以及負責記憶和空間意識的海馬體。
當子彈穿過你的前額葉皮層時,你的注意力、思考的能力以及處理信息的能力會消失。
當子彈穿過你的丘腦時,你的意識將消失。
當子彈穿過你的顳回時,你的感知覺也不復存在。
當子彈穿過你的海馬體時,你這一生中的所有記憶便被銷毀了。
當子彈從你的大腦里射出時,你的大腦裡面會形成一條空腔。
當然這只是暫時的,四溢的鮮血和碎肉很快就會重新填補進去。
「有越多的腦區受到傷害,傷者的意識也就越模糊。」
意識是一種非常脆弱的東西,如果把意識比作是正常使用的手機APP,那麼當頭部收到猛烈撞擊時,就像猛地講手機摔在地上一樣, 「關機、重啟」。
再進一步,當頭部遭受大規模的損傷時,就如同拿鐵鎚連續敲擊手機,碎片會在機體內外四處撞擊,這通常會造成致命的後果而無法感知,「game over」。
除了因為射擊導致血肉模糊和燒焦使得死狀看上去慘不忍睹外,這種算是比較痛快的了,因為幾乎是子彈射入的一瞬間大腦就停止運作了。
四、爆頭倖存者
說到爆頭,確實有記錄表明有些人頭部中槍後依舊倖存下來。在爆頭後能倖存的案例中,絕大多數是因為子彈並沒有穿過傷者的大腦中線,幾乎沒有子彈穿過大腦中線而生還的。
如果能在頭部中槍後仍然能存活下來,必須同時滿足幾個條件:
1、子彈必須相對較小,使得永久空腔的直徑不至於過大。
2、子彈的速度過於小,使得瞬時空腔無法形成,僅以侵徹作用對頭部造成損害,但這時子彈往往過小的速度無法穿透大腦而滯留在傷者頭部,造成盲管傷道。
3、子彈速度足夠大,使得子彈在造成瞬時空洞之前就已經穿透了頭部從而沒有造成大腦太大的器質性損害,造成貫通傷道。
4、中彈角度碰了巧,子彈能夠快速進入顱骨並從中穿出,而不會對腦部造成太多傷害。
事實上,1/3 頭部帶有槍傷的患者能夠倖存下來,儘管他們中有 50% 的人活不過 30 天。而那些真正活下來的人,一般都會面臨嚴重的認知功能損傷。比如美國亞利桑那州的前國會女議員加布里埃爾·吉佛茲(Gabrielle Giffords),子彈從她的顱骨後方進入腦部,貫穿大腦左半球後從前面穿出來。由於受影響的腦區包括語言中樞和其他不會危及生命的功能區。手術時醫生並不需要切除很多壞死的腦組織,他們也成功地減輕了腦水腫,同時他們也不需要處理任何危險的感染。
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