Diffuse axonal injury | traumatic cerebrum trauma

Diffuse axonal injury  or  DAI  is  potentially  a  sever  formal  traumatic  cerebrum   trauma or lesion  which  effects  from  quick  transformations  in  velocities  of  skull  and    brain  is   quickly  shifted  inside  the  skull  when  the   injury  is occurred.  The  brain  motion  underlying  the  Diffuse  Axonal  Injury  is  rotational  also  rotate   angular.


The  brain  composed  of  gray  matter  and   white  matter  and  these  two  tissues types  have  different  densities.  Gray  matter  presents  on  the  surface  of  noetic  or  olfactory  lobe  and  hind  brain.  Brain  cells  or  White  matter  forms    bulk   of   extensive   parts   of     neotic  or  olfactory  lobe  (Hemisphere)   and  hind  brain ,  the   Cerebellum.  Diffuse  axonal  injury  is  occurred   by  the  result  of  combinations  of  the  rate  of  change  in  velocities ,  slow down ,  and   sudden  movement  of the  skull  and   compressive  forces.  Where  in   the  injury  due  to  the  loss  of  blood,  this trauma  affects  individual  nerve  fibers.

The  neuron  body  and  an   axon  is  present  in  the  nerve fibers which are  disturbed  by  the  lesion.  Neuron  body  and  an  axons  produce  signals  which  are  transferred  to  the  nerve  and  nerves  perform  their  function.  Nerve  cells  become  dead  with  the  interruption  of  the  acceleration  and  deceleration  gravity  forces  because  these  produce  the  inflammation  in  to  brain  region  which  is  effected  by  the  injury.  Due  to  the  inflammation  various  limits  or  problems  occurs  such  as  it  limits  the  shower  the  blood  to – wards  the  brain  and  the  breach  of  the  brain.              

Mechanism of diffuse axonal injury  

DAI  is  caused  by  prevailing  sharing  force  occurred  into  the head  are  rapidly   increasing  or  decreasing  in  the  amount  which  take  place  by  road  vehicles  accidents.     Diffuse  Axonal  Injury  or  (DAI)  which  is  also  caused  by  the  child  violent  attack  (shaken baby syndrome),  during  a  fall ,  during  sports  incident  attack  but  vehicle  accident  is  the  major  cause  of  diffuse  axonal  injury. 

The major cause of DAI is disrupting the axon.  Axons   have  white  and  gray  mater,   trauma  which  is  found  in  gray  and  white  matter  by  using CT  and  MRI  exams  of  post-mortem  of  brains.  DAI  also  includes  interrupted  axonal transport  swelling  and  as  well  as  microtubules  axonal  broking.  In  DAI ,  due  to acceleration  and  deceleration  the  brain   moves in  backward    and  forward  position  rapidly inside  the  skull.

Symptoms of diffuse axonal injury  

The  traumatic  Diffuse  Axonal  Injury  commonly  cause  unconsciousness  which  is sever  cause  of  DAI  which   may be  remain  about  sixth  or  more  than  six  hours .  When  Diffuse  Axonal  Injury  is  not  sever  the  patient  remain  in  conscious  state  but   may  cause other  type  of  brain  damage  but  mainly  depends  upon  the  which  area  of  brain  is damaged  or  effected . Other  symptoms  of  Diffuse  Axonal  Injury  instead  of unconsciousness  are  confusion  and  disorientation ,  vomiting , nausea , headache , trouble of sleeping , longer  sleeping  routine  than  normal  sleeping , fatigue  and  patient  cannot   maintain  his  balance  and  this  situation  is  called  dizziness .  Severe  brain  damage  in  diffuse axonal  injury   may  result  the  patients  to  undergo  in  coma  which  may  lasts  for  persons lifetime.

History of diffuse axonal injury  

The  history  of  diffuse  axonal  injury  starts  from  the  year  of  1956  by  the   Strich  Sabina.  The  reason  is  that  Sabina  was  experienced  or  undergo  these  pineal  cord  trauma  from  several  year. 

Until  1956  this  trauma  of  mantle  was  known  as  scattered  determination  of  cerebellum  and  later  on  it  as  given  the  name  of  DAI  in  1981  which  was  more  precise . Sabina  strict  identified  after  several   year  and  attempt  the  brain lesion  was  usually  due  to  the  diffuse  injury  of  axons.  The  initial  symptoms  of  DAI  after  the  soft  injury  of  brain  and  head  is  the  pain  in  head  and  vomiting , wooziness,  motion  sickness,  tiredness  and  weariness.  But  due  to  the  saver  or  dangerous  injury  of  the  head  trauma  patients  usually  lose  his  thinking  ability  and  undergo  in  the  senseless  level  and  may  not  be  never  from  this  situation. 

Because  of  lack  of  proper  treatment  and  care  of  diffuse  axonal  injury  it  leads  several  complications  in  brain  and  patients  families  also  affected  from  this  routine  and  patients  sickness  because  it  requires  extreme  care  and  protection.  A  famous  actor  suffered  from  diffuse  axonal  injury  after  vehicle  accident  in  2001 and  he  had   severe  trauma  in  head  and  he  finally  died  in  2008.  If  the  injury  is  mild  or  not  sever  the  patient  recover  from  the  proper  the  treatment  but  he  should  has  to  be  avoid  from  the  secondary  injury  in  the  head.


In  diffuse  axonal  injury  (DAI) , the  injury  or  trauma  usually  occurred  in  the  white matter  of  the  brain,  and  these  injuries  are  of  different  size  usually  about  1 – 1.5 mm  in diameter  and  are  scattered   in  a  characteristics  ways.  The  portions  of  white  matter  which  are  may  be  affected  by  diffuse  axonal  injury  are  ‘brain stem’  ‘corpus  callosum’   and  ‘ cerebral  Hemisphere ’. The  other  parts  which  are  easily  to  b  affected  by  diffuse axonal  injury  are  brain  lobes,  cerebral  cortex,  basal ganglia,  thalamus,  and deep hemispheric  nuclei.  These  areas  are  at  high  risk  of  lesions  because  of  difference  in velocities  of  these  parts  and  other  parts  of  the  brain .

Histological characteristics

The  axons  are  separated  due  to  diffuse  axonal  injury,  the  main  reason  of axon  separation  is  due  to  the  pull  of  mechanic  force  during  lesion  which  causes the  separation  of  axons  and  this  may  takes  hours  to  weeks  after  the  first  injury of  DAI.  The  mechanism  of  secondary  DAI  injury  is  not  properly  known  but  it  is thought  that  in  the   axolemma sodium  channels  are  opened  which  allows  the voltage  gated  calcium  to  be  open  and  resultantly  Ca2+  rush  inside  the  cell.  This cause  the  phospholipids  and  proteolytic  enzyme  to  be  activated  which  damages the  cytoskeleton  and  mitochondria  of  the  cell  due  to  which  axons  are  separated.

Cytoskeleton disruption

Typically  the  axons  are  flexible  buy  when  we  unbend  the  axons   they become  hard  and  resultantly  the  cytoskeleton  would  be  damaged.  The axons  are continuously  transported  at  the  damaged  area  of  cytoskeleton  but  this  area become  swell  because  the transport  material  is  gathered  at  this  point.  When swelling  spread  and  becomes  large  the  axons  are  separated  this  point  of cytoskeleton  and  these  axons  are  travel  backward  to  cell  body  where  axons  forms  a  bulk.

Calcium Influx

When  cytoskeleton  is  interrupted  by  DAI  the  axolemma  is  also  affected  at the  same  time  due  to  which  Ca2+  enter  into  the  cell  and  causing  the  release  of various  biological  degrading  processes. Soon  after  the  diffuse  axonal  injury  the Na+  and  Ca+  level  are  increased  and  k+  is  decreased  in  the  axons  cell. 

Due  to excess  of  Ca2+   in axons  cells  the  mitochondria  is  damaged  and  resultantly phospholipases  and  proteolytic  enzymes  don  not  function  properly  due  to  which sodium  channels  are  disturbed , the  axoplasm  and  cytoskeleton  are  affected.  Due excess  of  Ca2+  in  the  axons  cell  the  brain  cell  swell  and  brain  blood  route  is also  affected.  When  calcium  ions  enter  into  the  cell  the  calpain  protein  operate its  function  into  the  cell  and  ‘calpain  medited  spectrin  proteolysis’  (CMSP)  process  starts  its  function  after  15minutes  or  half  an  hour  of  brain  injury.  The spectrin  molecules  which  are  present  on  the  surface  of  cytoskeleton  hold  the cytoskeleton  membrane  are  destroyed  by  the  calpain  protein   which  kills  the  cells of  cytoskeleton.

The  calpain  protein  is  also  damage  the microtubules  subunit, nerurofilament  and  microtubules  associated  protein. ‘Cell  apoptosis’  or  ‘cell  death’ also  occurred  due  to  calcium  influx.  Mitochondria , dendrites  and  cytoskeleton which  are  damaged  by  diffuse  axonal  injury  have  less  ability  to  recover  after  the injury  which lasts  for  about  two  or  more  weeks  which  cause  the  astrocytes  to  shrink.


The most  sever  diffuse  axonal  injury  occurred  after  heavy  vehicles  accidents  which  is  the  most  common  type  Etiology  injury.  The  process  of  escalate  (speed up)  and  desecrate  (slow down)  in  the  brain  due  the  compression forces  in  the  white   portion  or  matter  of  the  brain  and  this  lesions  of   axons  is to  minute  to  be  seen  by  microscopic  in  the  white  and  gray  matter  of  the  brain but  usually  DAI  or  diffuse  axonal  injury  has  majorly  affected  by  the  white matter.  The  diffuse  axonal  injury has  no  connection  with  the  cytoskeleton  injury.


Besides  of  many  side  effects  of  the  after  the  injury  of  the  head  the  white  matter  of  the  brain  is  normally  or  usually  affected  by  the  truama  of  the  diffuse  axonal  injury .  Axoms  are  present  in  huge  amount  which  are  several  meter  in  length  the  brain’s  white  and  gray  substances  which  present  in  brain  and  spinal  cord  are  connected  to  each  other  by  these  axons.

The  nerve  impuses  are  transferred  from  the  cell  body  of  the  axon  toward   the  cerebrum  and  other  parts  of  the  body    and  these  signals  are  regulated  by  the  gray  substance  of  the  brain  and  skull.  Trauma  which  is  caused  by  the  diffuse  axonal  injury  can  be  of  different  size  and  the  size  usually  be  from  one  to  eighteen  mille  meter  in  length. 

This  type  of  injury  usually  effect  the  prefrontal  cortex  and  the  cerebral  cortex  also  called  temporal  and  the frontal  lobe.  Instead  of  these  parts  other  several  type  of  the  brain  cell  also  affected  by  the  lesion  of DAI.             


The  exact  extent  or  occurrence  of  diffuse  axonal  injury  is  not  known  with accuracy  but  it  is  thought  that  the  10%  of  the  traumatic  brain  injury   (TBI)  are due  to  the  diffuse  axonal  injury  in  the  hospitals  patients . The  sever  diffuse axonal  injury  patient  has  less  chances  of  recovery  25%  patients  of  diffuse  axonal injury  are  died  due  to  DAI. The  researchers  have  showed  the  diffuse  axonal  injury has  a  major  extent  on  the   shocking   brain  injury  of  TBI.

Path physiology

In  the  path physiology  the  granulocytes  or  neuron  cells  usually  disassociate from  other  neurons  and  resultantly  many  parts  of  the  brain  cannot  function  normally  and  are  affected  by  this  injury.  In  diffuse  axonal  injury  to  study  pathohysilogy  three  types  of  division  are  observer.  In  first  category  when  trauma  is  mild  or  soft  them  in  the  white  matter  the  only  observed  under  microscope  in  the  forebrain,  brain  cells. 

But  in  second  case  when  injury  is  of  medium  or  average  the  truama  is  found  in  the  brain  cells  and  corpus  collasum.  In  the  third  case  after  sever  injury  in  the  brain  leads  sever  complication  occurred  in  the  brain  and  theses  leads  the  patients  under  unconscious  or  senseless  situation.  The  path physiology  is  usually  the  non structural  cerebral  lesion  in  which  blood  contributions  to  the brain  is  usually  reduced  due  to  which  the  brain  ultimatum  to  dextrose  or  sugar  is  required  is  enlarged.  


In  histopathology  the  nerves  cells  are  automatic  disarrangement  of  cytosol  after  injury  in  which  inflammation,  proteolysis,  in  which  particles  or  fragments  of  nerve  cells  are  altered  in  which  head  moves  rapidly  in  forward  mad  backward  position.        


In  DAI  the  victim  of  head  injured  needs  a  special  care  because  it  is  dangerous type  of traumatic  brain  injury , TBI . The  ultimate  or  final  identification  can  be  understood by  the  study  of  brain  tissues  in  the  post-mortem  report. 

For  clinical  study  of  diffuse axonal  injury  the  clinical  tools  are  used  for  examination  of  the  clinical  level  diffuse axonal  injury.  By  knowing  the  exact  examination  of  head  Injury  we  will  estimate   that  it would  be  a  head  injury  only  or  diffuse  axonal  injury.  The  injury  of  head  in  which  the patient  head  is  move  rapidly  forward  or  backward  (the cytoskeleton disruption)  also  called  acceleration  and  deceleration  near  head  injury  ii  is  estimated  that  the  patients  has  DAI.

In  Diffuse  axonal  injury  the lesion  also  examined  with  the  help  of  CT  (computed tomography)  but  this method  has  less  contribution  in  detecting  the  diffuse  axonal  injury . Recently  the  MRI  (magnetic  resonance  imaging) , DTI  (specific diffuse tensor imaging)  are used  for  the  identification  of  diffuse  axonal  injury.

Diagnose of diffuse axonal injury  

To  examine  lesion  after  the  diffuse  injury  of  axons  is  a  very  tough  tasks  however  now  a  day’s  several  medical  and  histological  techniques  are  used  in  practice  for  the  identification  o  the  trauma,  these  approaches  depends  on  the  conditions  and  the  size  of  the  lesion.  In  the  diffuse  axonal  injury  victims  for  the  identification  of  DAI  the   peculiar  logical  evidence  is very  difficult   that  is  why  the surgeons  prefer  the  tactile  and  the  ultra  violet  rays  for  identification  of  lesion  or  trauma. 

At  medical  level  for the identification  of  the  trauma  which  is caused  by  the  DAI  the  Mesmeric  stentorian  image   or  MRI  technique  has  to  with  the  CT SCANE.  In  human  body  the  axons  cells  are  found  in  the  huge  quantity  that  is  why  the  many  axonal  cells  are  damaged  soon   after  the  lesion  of  diffuse  axonal  injury  therefore  sever  conditions  occur  due  to  the  lesion  in the  brain.  For  the  detection  of  way  of  the neurons  pathway  in which  fluid  gathered  after  the  trauma  diffusion  tensor  imaging   skill  is  applied .  By  this  method  surgeons  also  detect  whether  the  white  matter  of  brain  is  also  affected  or  not  if  the  injury  is  no  sever.  

With  the  help  of  ECG  technique  exports  can  be  able  to  find  the  level  of  injury  in  a  patient  or  doctors  get  enough  information  about  the  diffuse  axonal  injury  and  with  ECG  the  export  can  found  the  victim  condition  of  un –  conscious  level.  Several  others  techniques  are  still  used  today  for  the  examination  of  the  diffuse  axonal  injury  in  the  brain  but  to test  whether  the  other  parts  or  brain  also  affected  with  the  DAI  the  ENT  is  used . 

Radiographic  techniques  are  also  used  for  the  detection  of  brain  trauma.  The  diagnose  of  trauma  is  possible  only  after  some  days  of  the  diffuse  axonal  injury  and  the  surgeon  can  detect  them  under  the  ct  scans  because  of  the  enough  inflammation  on  the  brain  injury , contraction  and  other  forces  and  if  the  injury  related  to  the traumatic  brain  injury  the  surgeons  can  detect  nineteen  percent  identification  with  this  technique. 

Treatment of diffuse axonal injury  

The  particular or  specified  therapy  or  surgery  for  the  diffuse  axonal  injure  is  not  found  anywhere  around  the  world  because  of  the  head  lesion  the  patient  goes  to  the  coma  or  unconsciousness  state  the  recovery  is  difficult  and  it  is  life  time  for  patient . The  diffuse  axonal  injury  treatments  or  therapy  is  done  like  other  lesion  therapy  of  other  parts  of  the  brain  or  head  which  depends  on  the  situations  weather  the  head  is  saver  or  mild  injury. 

The  one  option  for  the  treatment  of  DAI  is  to  ménage  the  leve  of  inflammation  on  the  brain ,  bleeding, and  by  the  managing  of  nerve  impulses  tract  which  are  generated  by  the  axons  specific  steroids  or  drugs  are  used  to  control  the  inflammation  on  the  brain . The  treatment  depends  the  patient  condition  and  retrieval  from  diffuse  injury  relay  on  the  individual;  however  other  methods  such  as  recreational  therapy , physical , speech,  occupational  and counselling  techniques  are  used.


The  diffuse  axonal  injury  patients  has  very  less  chances  for  recovery  because  of  the  brain  lesion  and  deaths  occur  after  such  injuries.  However  if  patients  persist  after  such  injuries  they  go  into  the  coma  and  this  condition  is  life  time  of  the  victim  and  they  cannot  retain  the  conscious  state.  In  some  cases  the  patient  recover  from  the  coma  or  unconscious  state  they  suffer  from  other  various  difficulties  of  the  brain  issues .

The  diffuse  axonal  patients  recover  completely  if  the  lesion  on  the  brain  is  lenient  or  mild  the  patient  recover  from  the  unconscious  state.  Patient  should  be  avoided  from  viewing  TV,  reading  books  and  perfuming  exercises  and  from  gaming  and  weight  lifting,  prevention  measures  should  be  announced  or  introduced  about  vehicle  accidents  like  cars,  and  motorbikes,  hevybikes,  and  helmits  are  used  for  protection   from  head  injury. 

Patient’s  family  cooperation  and  understanding  about  the  injury  is  play  an  important  role  for  treatment  and  therapy.  In  the  time  to  come  the  therapy  and  the  identification  of  diffuse  injury  in  axons  controlled  with  the  help  of  our  comparative  knowledge  about  trauma  and  its  therapy  and  path physiology  of brain  lesion. The  best  solution  from  avoiding  diffuse  axonal  injury  is  the  prevention  and  care  from  the  sources   which  cause  the  injury.  

Leave a Comment