زخم‌های بالستیک جمجمه و مغز اغلب باعث تخریب واضح بافت می‌شوند و در گذشته آن‌ها را به گلوله‌های انفجاری نسبت داده‌اند. این پدید زمانی اتفاق می‌افتد که حفره موقتی در یک احشای شبه مایع (در این نمونه مغز است که توسط فضای ساب‌آراکنوئید محاط شده است) که در محفظه‌ای سخت قرار دارد (جمجمه‌ی استخوانی) ایجاد شده باشد. Kocher و سایر دانشمندان اواخر قرن نوزدهم همین پدیده را (اثرات هیدرالیک یا هیدرودینامیک) هنگام شلیک پرتابه‌های با سرعت بالا به محفظه‌های سربی مشاهده نمودند.
Harvey و گروهش در دهه‌ی ۱۹۴۰ در دانشگاه پرینستون الزامی بودن وجود اثرات انفجاری مرتبط با حفره موقتی در جمجمه (وسایر ارگان‌ها) را نشان دادند. آن‌ها جمجمه‌ی گربه را از مغز خالی نموده و با کره‌های استیل ۱.۸ اینچی با سرعت fps 3800 به آن‌ها شلیک کردند. تنها آسیب وارده به جمجمه‌های خالی سوراخ‌های ورود و خروج منظم و مرتب بود. اما یک کرانیوم سالم و دست نخورده نوع متفاوتی از آسیب را نشان می‌دهد:
حفره‌ی ناشی از یک پرتابه در مغز یک کرانیوم سالم اندازه‌ی محدودی دارد که بخشی از آن به علت فشرده شدن مغز به طرف نواحی دارای مقاومت کمتر (مثل سینوس‌های فرونتال و سوراخ‌های مختلف جمجمه) و بخش دیگری به دلیل کشش خود کرانیوم می‌باشد. در صورت بالا بودن انرژی منتقل شده استخوان‌های جمجمه در طول خطوط درزها به واقع دچار پارگی می‌شوند.
مبرهن است که انتقال انرژی بزرگی هم در جمجمه و هم در محفظه‌ی سربی اتفاق افتاده است. Callender و French محاسبه کردند که یک گلوله‌ی جنگی معمولی – احتمالاً گلوله‌ای که موجب آسیب شکل ۳۴-۴ شده است – تحت تأثیر حداکثر نیروی پسران (که حداکثر انتقال انرژی است) چیزی در حدود ۴ تا ۵ هزار اسب بخار می‌باشد.
مطالعات موشکافانه‌ی اخیر در زمینه‌ی پاتوفیزیولوژی پا را فراتر از مشاهدات خام پاتومورفولوژی گذاشته است.۴۲ در این راستا محققان کره‌های استیل mm 3 تا ۶ را به جمجمه‌های انسانی دارای تجهیزات و پر از ژلاتین شلیک کرده و سرعت برخورد آن‌ها را در بازه‌ی m/s 376-1015 به انتقال انرژی و فشارهای داخل جمجمه‌ای نسبت دادند. در برخی مطالعات رونتگنوگرام از لحظه‌ی عبور از جمجمه نیز تهیه شده است. اکثر گلوله‌ها از جمجمه رد شدند اما برخی از آن‌ها با زاویهای برخورد کردند که مماس شدند. یافته‌های محققان حاکی از آن است که:
- تقریباً J 70 برای سوراخ کردن جمجمه انرژی نیاز است
- انتقال انرژی به اندازه‌ی J 400 باعث خرد شدن استخوان‌های جمجمه می‌شود
- امواج شوک (استرس) با طول مدت کمتر از psec 100 و فشارهای مافوقی به قدرت KPa 5000 – بزرگ‌تر از mm Hg 35000، شاید معادل psi 700 – گاهی اوقات به وجود می‌آیند
- فشارهای مافوق کوازی – استاتیک (فشار میانگین در طول تغییرات سه بعدی چرخه‌ای حفره موقتی) با طول مدت msec 3-2 و فشارهای KPa 200 به کرات ایجاد می‌شوند
- یک رابطه خطی بین انرژی برخورد و فشارهای مافوق کوازی – استاتیک وجود دارد.
- انتقال انرژی برای یک برخورد مماس (بدون ورود پرتابه به ژلاتین و تماس مستقیم با “مغز”) تقریباً یک هفتم انرژی مورد نیاز برای یک برخورد نافذ است
در یکی از آزمایشات، یک گلوله‌ی استیل mm 6 با سرعت برخورد تنها m/s 205 یک استخوان پاریتال را سوراخ کرده و mm 18 داخل ژلاتین فرو رفته است. انتقال انرژی J 19 که بخشی از آن صرف غلبه بر استخوان شده و فشار مافوق کوازی – استاتیک KPa 75 بوده و با در نظر داشتن این، بقیه تخمین زده‌اند که یک پرتابه‌ی نافذ با انتقال انرژی J 20 به قشر مغز می‌تواند باعث مرگ۴۳ و حتی انرژی کمتر از آن نیز برای ایجاد آسیب کشنده در ساقه مغز کافیست. با این روند آیا باید از کشنده بودن آسیب بالستیک مغز متعجب شویم؟
اشکال ۳۶-۴ و ۳۷-۴ فشارهای گذرای مشاهده شده در آزمایش‌ها را نشان می‌دهند که با عبور گلوله‌ی کروی mm 6 با سعت m/s 838 مماس بر یک مدل جمجمه به وجود آمده‌اند. اثر برخورد گلوله فرورفتن ناحیه‌ای از جمجمه به قطر mm 25 و عمق mm 10 بوده است. شکل ۳۶-۴ ارتعاشات فرکانس بالایی را نشان می‌دهد که مؤید گذر امواج استرسی هستند. این امواج طول مدتی به اندازه‌ی µsec 30 و فشار مافوق KPa 1000-800 (psi 110-140) داشتند. فازهای منفی هنگام بازتاب موج توسط جمجمه رخ داده است. در عرض msec 1 پس از برخورد فشار مافوق کوازی – استاتیکی به اندازه‌ی KPa 200 از انفجار اولیه‌ی حفره‌ی موقتی ایجاد شده است. شکل ۳۷-۴ آشفتگی‌های فشاری متعاقبی را نشان می‌دهد که طی msec 50 اتفاق افتاده و ناشی از قبض و بسط ریتمیک حفره موقتی بوده‌اند. این دو شکل دیدگاه کلی خوبی درباره‌ی مکانیسم‌های آسیب بالستیک و مخصوصاً اهمیت فشارهای گذرا به ما می‌دهند. از زمانی که هاروی و گروهش کار خود را انجام دادند، جامعهی پرتابه‌شناسی زخم به طور کلی به توافق رسیده است که امواج استرسی، حتی امواج مرتبط با فشارهای بسیار بالا باعث ایجاد آسیب اندکی می‌شوند. آسیب غیر مستقیم وابسته به فشار ناشی از امواج برشی است. این فرآیند هیدرودینامیک باعث جابجایی فیزیکی شده و به بافت آسیب می‌زند؛ حرکت خود محیط (در این مورد، ژلاتین، نماینده‌ی بافت مغز) که پرتابه از خلال آن می‌گذرد موجب آسیب می‌گردد.
