Het woord 'hersenschudding' roept tegenwoordig veel angst op,
zo ook bij mij.
Ik heb tien jaar American football gespeeld
en ben duizenden keren op mijn hoofd geraakt.
Maar wat nog veel erger was,
waren de fietsongelukken waarbij ik hersenschuddingen opliep
-- en van de laatste heb ik nog last,
zelfs nu nog.
Mensen zijn bang voor hersenschuddingen
en die angst is wel ergens op gebaseerd.
Er zijn data waaruit blijkt dat herhaalde hersenschuddingen
kunnen leiden tot vroege dementie, zoals Alzheimer,
en chronische traumatische encefalopathie.
Dat was het onderwerp van Will Smith's film 'Concussion'.
Iedereen volgt het nieuws uit de sportwereld en het leger,
maar je weet misschien niet
dat fietsen de belangrijkste oorzaak is van hersenschuddingen bij kinderen,
tenminste, wat betreft sport-gerelateerde hersenschuddingen.
Iets anders dat jullie waarschijnlijk niet weten,
is dat fietshelmen en sporthelmen
en helmen voor andere activiteiten
niet zijn ontworpen voor, of getest zijn op,
een adequate bescherming van kinderen tegen een hersenschudding.
Ze zijn feitelijk ontworpen om te beschermen tegen schedelfracturen.
Ik krijg altijd dezelfde vraag van ouders;
ze vragen me:
"Zou jij je eigen kind American football laten spelen?"
Of: "Moet ik mijn kind wel laten voetballen?"
En ik denk dat wij als wetenschappers
nog lang geen duidelijk antwoord op deze vraag kunnen geven.
Dus ik zou de vraag graag willen omdraaien.
Ik wil weten: hoe voorkomen we een hersenschudding?
Is dat eigenlijk wel mogelijk?
De meeste experts denken van niet.
Maar door het werk dat we doen in mijn lab
worden steeds meer details over hersenschuddingen bekend,
waardoor we het steeds beter begrijpen.
We kunnen schedelfracturen met helmen voorkomen,
simpelweg omdat we weten hoe het werkt.
Hersenschuddingen zijn veel mysterieuzer.
Om je een idee te geven van wat er gebeurt bij een hersenschudding,
wil ik de video laten zien
die je op Google vindt als je intypt:
"Wat is een hersenschudding?"
Op de website van het Center for Disease Control
staat deze video die het hele proces laat zien.
Je ziet dat het hoofd naar voren beweegt,
de hersenen blijven achter,
dan halen de hersenen de schedel in
en botsen tegen de schedel.
Daarna stuiteren ze van de schedel af
en klappen tegen de andere kant van de schedel.
Wat opvalt in dit filmpje --
trouwens gesponsord door de American-footballbond --
is dat de buitenkant van de hersenen oplichten.
Daar waar de hersenen tegen de schedel aan klapten,
lijkt het alsof de hersenen beschadigd of gewond raken -- aan de buitenkant.
Wat ik over deze video wil zeggen,
is dat het waarschijnlijk aardig overeenkomt
met wat wetenschappers denken dat er gebeurt bij een hersenschudding.
Maar er is ook veel mis met deze video.
Eén ding waar ik het mee eens ben -- en de meeste experts denk ik ook --
is dat de hersenen op deze manier bewegen.
Ze bewegen langzamer dan de schedel,
halen de schedel in en slingeren van voor naar achter.
Dat klopt, denken we.
Maar de hoeveelheid hersenbeweging die je ziet in de video,
klopt waarschijnlijk helemaal niet.
Er is maar heel weinig ruimte in het hersengewelf,
slechts enkele millimeters,
en die is helemaal gevuld met hersenvocht
dat als een soort beschermlaag werkt.
Dus de hersenen kunnen waarschijnlijk slechts een beetje bewegen in de schedel.
Een andere fout in het filmpje
is dat de hersenen worden afgebeeld
als een soort rigide geheel dat in zijn geheel beweegt
en dat is ook niet waar.
Je hersenen zijn in je lichaam een van de zachtste substanties.
Denk aan gelatine.
Dus wanneer je hoofd heen en weer beweegt,
draaien en kronkelen en vervormen je hersenen
en wordt het hersenweefsel opgerekt.
De meeste wetenschappers zullen het met me eens zijn
dat een hersenschudding waarschijnlijk niet plaatsvindt
aan het oppervlakte van de hersenen
maar dieper in het centrum van het brein.
Wat wij nu doen
om het mechanisme van hersenschuddingen te begrijpen
en om ze te leren voorkomen,
is gebruikmaken van dit soort apparaatjes.
Dit is een gebitsbeschermer.
Er zitten sensoren in,
ongeveer dezelfde als in je smartphone:
accelerometers, gyroscopen.
Wanneer iemand een klap op zijn hoofd krijgt,
vertelt het precies hoe het hoofd bewoog
met duizend meetwaarden per seconde.
Het idee hierachter is:
de beschermer past op je tanden.
Je tanden zijn een van de hardste delen van je lichaam.
Dus het sluit stevig aan op de schedel
en geeft de meest precieze metingen
van hoe de schedel beweegt.
Er zijn ook andere opties geprobeerd, zoals helmen.
We hebben gekeken naar sensoren die je op de huid kunt plakken,
maar die bewegen gewoon veel te veel,
dus in onze ervaring is dit de enige betrouwbare manier
om goede metingen te doen.
Van dit apparaatje kunnen we veel meer leren dan van kadavers,
want er is een grens aan wat je kunt leren over hersenschuddingen van een kadaver
en we willen juist leren van levende mensen.
Dus waar vind je een groep vrijwilligers
die regelmatig met hun hoofden tegen elkaar willen knallen
en een hersenschudding willen oplopen?
Ik was er één van:
ons gezellige Stanford American-footballteam.
Dus dit is ons lab.
En ik wil jullie iets laten zien:
de eerste hersenschudding die we met dit apparaatje hebben gemeten.
Ik moet erbij zeggen dat er een gyroscoop in zit,
daarmee kun je de rotatie van het hoofd meten.
De meeste experts denken dat dat de kritieke factor is
die ons kan vertellen wat er gebeurt bij een hersenschudding.
Kijk even naar dit filmpje.
(Video) Verslaggever: de Cougars zijn er laat bij
maar Luck heeft tijd genoeg en Winslow krijgt een opdonder.
Ik hoop dat het goed met hem gaat.
(Publiek juicht)
Bovenaan het scherm kun je hem zien aankomen,
hij speelt zich vrij en vangt de bal.
Hier nogmaals op ware snelheid. Die klap zul je horen.
De tackle wordt gemaakt door --
David Camarillo: Sorry, drie keer was wellicht wat veel van het goede.
Maar je snapt het idee.
Als je dit filmpje bekijkt,
kun je eigenlijk alleen zien dat hij hard geraakt wordt en pijn heeft.
Maar wanneer we de informatie
uit zijn gebitsbeschermer ophalen,
zien we veel meer detail, veel rijkere data.
Een van de dingen die ons hier opvielen,
is dat hij linksonderaan in zijn gezichtsmasker geraakt werd.
En hij deed iets wat nogal contra-intuïtief lijkt.
Zijn hoofd bewoog niet naar rechts.
Zijn hoofd roteerde juist eerst naar links.
Pas toen zijn nek samengedrukt werd,
sloeg de kracht van de klap zijn hoofd naar rechts.
Deze links-rechtsbeweging was dus een soort whiplash
en we denken dat juist dát de hersenbeschadiging veroorzaakte.
Dit apparaatje kan alleen de beweging van de schedel meten.
Wat we echt willen weten, is wat er in de hersenen gebeurt.
Daarom werken we samen met de groep van Svein Kleiven in Zweden.
Zij hebben met de eindige-elementenmethode een model van het brein gemaakt.
Dit is een simulatie
van de blessure die ik net liet zien op basis van data uit de gebitsbeschermer,
en wat je kunt zien --
dit is een doorsnede van de voorkant --
is dat de hersenen wenden en draaien zoals ik eerder beschreef.
Je kunt zien dat het niet erg lijkt op het CDC-filmpje.
De kleuren tonen
hoe erg het hersenweefsel wordt opgerekt.
Rood staat voor 50%.
Dit betekent dat het weefsel in dat gebied 50% langer wordt dan origineel.
Ik wil jullie wijzen op dit rode gebied.
Het rode gebied bevindt zich heel dicht bij het centrum van het brein
en relatief gesproken
zie je weinig rood aan het oppervlakte
zoals in het CDC-filmpje.
Om in detail te kunnen uitleggen
hoe wij denken dat hersenschudding veroorzaakt wordt,
moet ik vertellen dat wij en anderen geobserveerd hebben
dat een hersenschudding waarschijnlijker is
als het hoofd na een klap opzij roteert.
Naar achteren is gebruikelijker, maar opzij lijkt gevaarlijker.
Dus wat gebeurt hier nu precies?
Een ding dat je ziet, is dat het menselijke brein,
in tegenstelling tot dat van dieren,
uit twee grote kwabben bestaat.
We hebben een linker- en een rechter-hersenhelft.
En belangrijk is -- zoals je hier kunt zien --
dat er midden tussen de twee helften
een diepe kloof loopt.
En in die kloof --
die je hier niet kan zien, je moet me maar geloven --
zit een vezelachtig stuk weefsel.
Dit heet de falx
en deze loopt van de voorkant van je hoofd helemaal naar de achterkant
en het is nogal stijf.
Daardoor is het mogelijk dat wanneer je een klap krijgt
en je hoofd van links naar rechts draait,
die krachten razendsnel worden doorgegeven naar het midden van het brein.
Wat bevindt zich onderin deze kloof?
Dat is de bedrading van je hersenen
en deze rode bundel onderaan in de kloof
is de allergrootste vezelbundel
die je twee hersenhelften met elkaar verbindt.
Dit heet het corpus callosum.
En we denken dat dit
een van de belangrijkste oorzaken voor hersenschudding is:
de krachten bewegen naar beneden en raken het corpus callosum
en veroorzaken een ontkoppeling tussen de linker- en de rechterkant.
Dit kan een aantal symptomen van een hersenschudding verklaren.
Deze ontdekking klopt ook met wat we zien
bij de hersenaandoening die ik noemde, chronische traumatische encefalopatie.
Dit is een scan van een ex-professionele footballspeler op middelbare leeftijd
en als je naar de grootte van het corpus callosum kijkt --
ik blader even terug zodat je een normale versie kunt zien --
zie je bij een persoon met CTE
dat het corpus callosum ernstig geatrofieerd is.
En dat geldt ook voor alle ruimtes tussen de ventrikels.
Die ventrikels zijn veel groter.
Al het hersenweefsel rondom het centrum van het brein
is langzaam afgesorven.
Dus onze uitkomsten zijn consistent.
Er is wel goed nieuws
en ik hoop dat ik jullie wat hoop kan meegeven met deze talk.
Ons is opgevallen --
specifiek bij dit soort blessure --
dat, hoewel de krachten razendsnel worden doorgegeven door de kloof,
dit nog steeds een bepaalde hoeveelheid tijd kost.
En we denken dat als we het hoofd precies genoeg kunnen afremmen,
zodat het brein niet achterloopt
maar synchroon beweegt met de schedel,
dat we dan een hersenschudding kunnen voorkomen.
Maar hoe kunnen we het hoofd afremmen?
(Gelach)
Met een enorme helm.
Met meer ruimte heb je meer tijd.
Dit is natuurlijk een grapje maar misschien kent iemand dit wel.
Dit is bubbelvoetbal en dat is een echte sport.
Ik zag laatst een groep jongeren
deze sport in mijn straat spelen
en zover ik weet zijn er geen hersenschuddingen gemeld.
(Gelach)
Maar even serieus.
Het principe werkt, maar dit is natuurlijk overdreven.
Dit is niet praktisch op de fiets of bij een partijtje voetbal.
Daarom werken we samen met een Zweeds bedrijf genaamd Hövding.
Sommigen van jullie kennen hun werk misschien al.
Zij gebruiken hetzelfde principe: lucht geeft je extra ruimte
en voorkomt een hersenschudding.
Probeer dit alsjeblieft niet thuis.
Deze stuntman draagt geen helm
maar een kraag.
Die kraag bevat sensoren,
dezelfde soort sensoren die in onze gebitsbeschermer zitten,
en detecteert een mogelijke val.
Er zit een airbag in de kraag die afgaat,
net zoals de airbag in je auto dat doet.
Bij de experimenten met de kraag in mijn lab hebben we ontdekt
dat deze het risico op hersenschudding in sommige situaties flink kan verminderen
vergeleken met een normale fietshelm.
Dat is best een spannende ontwikkeling.
Maar om technologie daadwerkelijk te kunnen gebruiken
om hersenschuddingen te voorkomen,
moet het voldoen aan de voorschriften.
Zo is het nu eenmaal.
Dit apparaat is te koop in Europa
maar nog niet in de VS en zal dat waarschijnlijk niet snel zijn.
Ik wil jullie vertellen waarom.
Er zijn wat goede redenen en wat minder goede redenen.
Fietshelmen zijn gereguleerd op federaal niveau.
De Consumer Product Safety Commission heeft de bevoegdheid
om fietshelmen goed te keuren.
Dit is de test die ze gebruiken.
Nu zijn we weer terug bij wat ik vertelde over schedelfracturen.
Daar is deze test voor.
En dat is belangrijk.
Het kan je leven redden, maar dat is niet genoeg, vind ik.
Wat deze test bijvoorbeeld niet evalueert,
is of de airbag afgaat op het juiste moment
en niet wanneer het niet nodig is.
Deze test kan ook niet vertellen
of een hersenschudding door deze helm wordt voorkomen.
Ook American-footballhelmen, die niet gereguleerd zijn,
worden aan dergelijke tests onderworpen.
Ze zijn niet gereguleerd door de overheid.
Ze hebben een eigen regulerend orgaan, zoals dat vaak werkt.
Maar die instelling is erg conservatief wat betreft nieuwe standaarden.
Daarom werken we in mijn lab niet alleen aan het begrijpen van hersenschuddingen,
maar ook aan betere teststandaarden.
En we hopen dat de overheid die informatie kan gebruiken
om innovatie te stimuleren
door consumenten te informeren
over hoeveel bescherming een bepaalde helm biedt.
Hiermee wil ik terugkomen op de eerste vraag die ik stelde,
namelijk: kan ik mijn kind rustig laten voetballen of fietsen?
En misschien heeft het te maken met mijn eigen traumatische ervaringen,
maar ik word heel zenuwachtig als Rose, mijn dochter, aan het fietsen is.
Ze is anderhalf jaar oud
en ze wil nu al racen door de straten van San Francisco.
Deze foto is genomen onderaan een van die straten.
Mijn persoonlijk doel -- en ik denk dat dat haalbaar is --
is om deze technologie zo ver te ontwikkelen --
en we werken nu aan specifiek zoiets in mijn lab --
dat we de ruimte in een helm optimaal kunnen benutten.
Ik ben ervan overtuigd dat we dit kunnen bereiken
voordat Rose op een tweewieler rijdt.
Dat we dan iets hebben
dat echt het risico op hersenschudding vermindert
en voldoet aan de voorschriften.
Dat is wat ik wil doen.
En ik weet dat voor sommigen van jullie dit probleem iets acuter is --
ik heb nog een paar jaartjes.
Ik wil ouders en grootouders kunnen vertellen
dat het gezond en veilig is voor kinderen om aan deze activiteiten mee te doen.
Ik heb gelukkig een geweldig team in Stanford
dat hier hard aan werkt.
Dus ik hoop dat ik over een paar jaar terug kan komen met een nieuw verhaal,
maar voor nu wil ik jullie vertellen:
wees niet bang als je het woord 'hersenschudding' hoort.
Er is hoop.
Dank jullie wel.
(Applaus)