헬멧이 뇌진탕을 막지 못하는 이유와 막을 수도 있는 것

뇌진탕이란 무엇일까요? 여러분이 생각하는 것이 아닐지도 모릅니다. 최첨단 연구에서 출발한 이 강연에서, 전직 미식축구 선수이자 생명공학자인 데이비드 카마릴로는 뇌진탕이 생기는 동안 실제 무슨 일이 일어나는지, 보통의 스포츠 헬멧이 왜 뇌진탕을 막지 못하는지를 설명합니다. 여기에 뇌진탕 예방의 미래 모습이 있습니다.

뇌진탕이란 단어는 요즘
그 어느 때보다 공포를 불러옵니다.

전 개인적으로 이걸 잘 알고 있죠.

저는 10년 동안 미식축구를 했고

머리를 수천 번이나 부딪쳤습니다.

그렇지만 그보다 훨씬 더
안 좋았던 경우를 말씀드리자면

뇌진탕을 겪었던 두 번의
자전거 사고였습니다.

저는 아직도 가장 최근 사고의
영향이 남아있는 채로

오늘 여러분 앞에 섰습니다.

뇌진탕을 둘러싼 공포에는

몇 가지 증거가 있습니다.

정보에 따르면, 뇌진탕 이력이 반복되면

알츠하이머와 같은
초기 치매로 이어질 수 있으며

만성 외상성 뇌병변을
일으킬 수 있습니다.

윌 스미스의 영화 '컨커션'의
소재가 되기도 했죠.

그렇게 모두가 미식축구와
군대에서 보는 것에 사로잡혀 있어요.

하지만 잘 모르시겠지만

아이들의 경우에는 자전거가
뇌진탕의 주요 원인입니다.

스포츠 관련 뇌진탕이라고 하죠.

꼭 말씀드려야 할 다른 하나는

여러분은 모르시겠지만

자전거를 타거나 미식축구를 할 때

여러 활동 시 착용하는 헬멧이

뇌진탕으로부터 아이들을
보호할 수 있도록

설계되거나 실험을 거친 것이
아니라는 점입니다.

사실은 두개골 골절을 막기 위해

설계되고 실험을 거쳤을 뿐이죠.

부모님들이 제게 늘
물어보는 것이 있습니다.

이런 질문을 하죠.

"당신 아이도 미식축구를
하게 할 건가요?"

혹은 "제 아이가 축구를
하게 둬야 하나요?"

경험자로서 제 생각엔

그 점에 대해 자신있게
대답하기는 어렵습니다.

그래서 저는 그 질문을
약간 다른 시각으로 바라봅니다.

제가 알고 싶은 것은 어떻게 하면
뇌진탕을 막을 수 있느냐입니다.

가능하기는 한 걸까요?

대다수 전문가들은
가능하지 않다고 합니다.

하지만 제 연구소의 연구결과로

뇌진탕을 둘러싼 더 세부적인
사항들이 드러나기 시작했고

그에 대해 더 많은 걸
알 수 있게 되었습니다.

우리가 헬멧으로 두개골
골절을 막을 수 있는 것은

그 방법이 매우 간단하기 때문입니다.
그 작동 방식을 알고 있죠.

뇌진탕은 훨씬 더 수수께끼입니다.

그래서 뇌진탕이 어떻게
일어나는지 감을 잡을 수 있게

영상을 보여 드리려고 해요.

이걸 보려면 구글 검색에
이렇게 입력하면 됩니다.

"뇌진탕이 무엇인가요?"

질병관리센터의 웹사이트가 뜨고

기본적으로 이 영상이
전반적인 내용을 설명해 줍니다.

이걸 보면 머리가 앞으로 움직이고

뇌는 뒤처져서 이동하죠.

그러고 뇌가 따라서 이동하며

두개골에 부딪히게 됩니다.

두개골에 맞고 나오는 거죠.

그런 다음, 계속해서 두개골의
다른 한 쪽으로 달려갑니다.

이 영상에서 강조된 부분을
눈여겨 보시기 바랍니다.

덧붙이면 이 영상은 NFL의
지원으로 만들어졌습니다.

뇌의 바깥 표면은

두개골에 부딪쳤던 곳이

손상되거나 다친 것처럼 보입니다.
뇌의 바깥 표면에 있으니까요.

이 영상으로 제가 말하고 싶은 것은

아마 일부분은 맞을지도 모르고

과학자들이 생각하는 뇌진탕
발생 과정을 보여주지만

이 영상은 틀린 것이
더 많다는 것입니다.

저와 대다수 전문가들이
동의하는 한 가지 사실은

뇌가 이렇게 움직이는 건
맞다는 것입니다.

뇌는 두개골보다 뒤늦게 움직이고

움직임을 따라 잡으면서
이리저리 움직이고 진동하죠.

실제로 그렇다고 생각해요.

하지만 이 영상에서
볼 수 있는 뇌의 운동량은

아마 전혀 맞지 않을 겁니다.

두개관에는 틈이 거의 없습니다.

몇 mm 뿐입니다.

그리고, 두개관 전체가
뇌척수액으로 가득 차 있어서

보호막 역할을 하죠.

그래서 뇌 전체는 두개골 내에서
거의 움직이지 않을지도 모릅니다.

이 영상의 다른 문제점은

뇌가 여기저기 움직일 때

어떤 단단한 덩어리처럼
보인다는 점입니다.

그것도 사실이 아니죠.

여러분의 뇌는 신체에서 가장
부드러운 물질 중의 하나입니다.

젤리같다고 생각하시면 되요.

그래서 머리가 앞뒤로 움직일 때

여러분의 뇌는 휘고, 돌고,
뒤틀리게 됩니다.

세포 조직도 늘어지게 되죠.

제 생각에 전문가 대다수가
동의할 것인데요.

뇌진탕은 뇌의 표면에서 일어나고 있는

어떤 것이 아닌 것 같습니다.

그보다 뇌 중심부 쪽으로 훨씬 더

깊은 곳에서 일어나는 것이죠.

뇌진탕의 과정를 이해하고

이를 막을 수 있을지 알아내기 위해

현재 우리가 문제에 접근하는 방법은

이런 장치를 사용하는 것입니다.

마우스가드입니다.

이 안에 여러분의 휴대폰에
있는 것과 같은 센서가 있죠.

가속도계와 자이로스코프입니다.

누군가 머리를 부딪쳤을 때

머리가 어떻게 움직이는지

초당 1천개의 데이터를 얻습니다.

마우스가드의 원리는 이렇습니다.

치아에 꼭 맞춥니다.

치아는 여러분 몸에서 가장
단단한 물질 중의 하나죠.

단단하기로는 두개골에 버금갑니다.

그래서 두개골이 어떻게 움직이는지

가장 정확하게 측정합니다.

헬멧을 통해 달리 접근한
사람들도 있었습니다.

피부에 부착한 센서들을 살펴보면

그 센서들은 너무 많이 움직이죠.

그래서 이것이 제대로 측정할 수 있는

믿을만한 유일한 방법임을 알았습니다.

이제 이 장치가 있으므로
사체 연구를 뛰어 넘을 수 있습니다.

왜냐하면 사체 연구로
뇌진탕에 관해 아주 많이

알 수 있기 때문이죠.

저희는 살아 있는 인간에 대해
알아내고 연구하고 싶습니다.

그럼 주기적으로 밖으로 나가
서로에게 머리를 부딪히고

뇌진탕을 계속 일으킬 의지가 있는
지원자 그룹을 어디에서

찾을 수 있을까요?

제가 그 한 사람입니다.

여러분 지역의 친근한
스탠포드 미식축구팀입니다.

여기가 우리 연구실입니다.

이 장치로 측정했던

첫 번째 뇌진탕을 보여드리려고 합니다.

제가 강조하는 것 중 하나는 이 안에
자이로스코프가 있다는 것입니다.

그래서 머리의 회전을
수치화 할 수 있습니다.

대다수 전문가는 그것을
중대한 요소로 봅니다.

뇌진탕이 생길 때 일어나는
일을 설명해 줄지도 몰라요.

이 영상을 봐 주세요.

아나운서: 쿠거스가 다른 선수들과
뒤늦게 달려듭니다. 반면 여유로운 럭.

윈슬로우가 깔렸습니다.

그가 무사하길 바랍니다.

(청중들 함성)

화면 위쪽에

살짝 포스트 방향에서
선수가 보일 겁니다.

거리를 두고 있어서 안전합니다.

실제 속도로 보여드립니다.
소리가 들리실 거예요.

부딪칩니다.

죄송해요. 세번이나 보여드리 건
조금 지나친 거 같네요.

하지만 내용은 아실 거예요.

여러분이 영상를 보았을 때

바로 알 수 있는 건, 그가 정말
심하게 부딪혔고 다쳤다는 것입니다.

하지만 그가 착용한

마우스가드에서 데이터를 추출하면

훨씬 세부적이고 다양한
정보를 볼 수 있습니다.

여기서 알게 된 것 중 하나는

그가 얼굴 보호대의 왼쪽
아래를 부딪쳤다는 겁니다.

그리고 조금은 이해할 수 없는
어떤 일이 처음에 일어납니다.

머리는 우측으로 안 움직였어요.

실제로 처음에 왼쪽으로 움직였죠.

그러고 목이 압축되기 시작했습니다.

가격된 힘으로 인해 목이
우측으로 튕겨 나갔습니다.

그러니까 이 좌우 움직임은
일종의 채찍질 형태의 현상입니다.

아마 뇌 손상으로
연결되지 않을까 생각해요.

이 장치는 단지 두개골의
움직임만을 측정합니다.

하지만 저희는 뇌 안에서
일어나는 일을 정말 알고 싶어요.

그래서 저희는 스웨덴의
스베인 클레이벤 그룹과 협력합니다.

이 그룹은 뇌의 구조해석
모델을 개발했습니다.

이 모의실험 영상은

방금 보여드린 부상자의
마우스가드 데이터를 사용했습니다.

뇌가 보이고요.

바로 앞쪽에 있는 것이
뇌의 단면입니다.

제가 언급한대로 휘어지고
뒤틀리고 있습니다.

질병관리센터의 영상과는
다르다는 걸 알 수 있죠.

이제 여러분이 보고 있는 색깔들이

뇌 조직이 얼마나
늘어나고 있는지 보여줍니다.

붉은 색은 50%입니다.

특정 부위의 뇌 조직이 원래 길이의
50%까지 늘어났다는 것을 의미합니다.

여러분이 주목하셔야 할
주요 부분은 붉은 색 지점입니다.

붉은 지점은 뇌 중심부에
매우 가깝습니다.

상대적으로 말하면

바깥쪽 표면에는 그와 같은
색을 많이 볼 수 없어요.

질병관리센터 영상에서 본 것 말이죠.

이제 좀 더 자세히 설명해 보면

우리가 알고 있는 뇌진탕이
일어나는 방식에 대해

꼭 언급해야 하는 것은

우리와 다른 이들이 발견했듯이
뇌진탕이 일어나기 쉬운 경우는

머리를 부딪혀서 이 방향으로
머리가 회전했을 때입니다.

미식축구 같은 스포츠에서는
이 방향이 더 일반적이죠.

하지만 이는 더 위험해 보여요.
그러면 무슨 일이 일어나는 걸까요?

인간의 두뇌에서 발견할 수 있는
한 가지 사항은

다른 동물과 다르다는 것입니다.

우리는 이렇게 매우 큰
두 개의 뇌엽이 있습니다.

우뇌와 좌뇌가 있죠.

이 형상에서 알아야 할 핵심 사항은

우뇌와 좌뇌의 중심부 바로 아래에

두뇌 깊숙이 들어가는
길게 갈라진 큰 틈이 있습니다.

이 사진에서는 볼 수 없지만
그 틈에서는

제 말을 믿으셔야 합니다.

섬유질 조직이 한 장 있습니다.

겸상막이라고 하죠.

머리 앞부분에서 나와서
머리 뒤쪽으로 쭉 이어집니다.

아주 뻣뻣하죠.

그렇게 해서 여러분이 부딪혔을 때

머리가 좌우로 회전하고

가해진 힘이 바로 두뇌 중심부에
재빠르게 전해질 수 있습니다.

이제 갈라진 틈 아래에
있는 것은 뭐죠?

뇌의 신경망입니다.

사실은 여기 갈라진 틈
바닥에 있는 이 붉은 색 다발이

가장 커다란 하나의 섬유질 묶음입니다.

이 신경망이 여러분 뇌의
우측과 좌측을 연결합니다.

이를 뇌량이라고 부릅니다.

생각해 보면 이것은

뇌진탕의 가장 일반적인
구조일 수도 있습니다.

그리고 힘이 아래로 움직이면서
뇌량에 부딪히므로

우측 뇌와 좌측 뇌 사이를
분리할 수도 있습니다.

이는 몇몇 뇌진탕 증상을
설명할 수 있습니다.

이 발견은 앞서 언급한 뇌 질병인
만성 외상성 뇌변병증에서

봤던 것과도 일치합니다.

이 사진은 중년의
전직 미식축구 선수의 것입니다.

알려드리고 싶은 것이 있는데요.
뇌량을 한번 살펴 보세요.

이전 화면으로 돌아가서
정상적인 뇌량을 크기에 비해

이 만성 외상성 뇌병변이 있는
사람의 뇌량의 크기를 보면

뇌량이 크게 위축되어 있습니다.

뇌실의 모든 공간도 마찬가지죠.

이 뇌실들은 훨씬 큽니다.

그래서 뇌 주변에 있는 모든 세포는

시간이 갈수록 죽게 됩니다.

우리가 연구하고 있는 것과
정확히 일치하고 있죠.

좋은 소식이 있는데요.

이 강연이 끝날 즈음 여러분에게
희망을 드렸으면 합니다.

우리가 알아낸 것들 중에서

특히 부상을 입게 되는
과정에 대한 것인데요.

길게 갈라진 틈을 타고
힘이 빠르게 전달되긴 하지만

거기에는 일정한 시간이
걸린다는 것입니다.

우리가 생각하기에 머리 움직임의
속도를 늦출 수 있다면

뇌는 두개골 보다 뒤쳐저서
움직이지 않을 거예요.

대신 두개골과 동시에 움직입니다.

그러면 우리는 뇌진탕이 생기는 걸
막아낼 수 있을지도 모릅니다.

그럼 어떻게 머리의 움직임을
느리게 할 수 있을까요?

(웃음)

거대한 헬멧입니다.

공간이 더 많아 시간이 더 생기죠.

장난스러워 보이지만
이걸 보신 분도 계실 거예요.

버블 축구라고 하는데요.
실제로 있는 운동이죠.

실제로 젊은 성인들이

언젠가 제 집 근처의 길에서
이 운동을 하고 있더군요.

제가 알기로는 뇌진탕 사례가
보고되진 않았습니다.

(웃음)

진지하게 받아들이자면
원칙에 맞기는 하지만

이건 너무 앞서 나간거죠.

자전거 타기나 미식축구에서
활용할 수 있는 건 아닙니다.

그래서 저희는 호브딩이라는
스웨덴 회사와 협력하고 있습니다.

그 회사 제품을
보신 분도 계실 거예요.

그 제품들은 동일한 공기 법칙을
이용해 뇌진탕을 막기 위한

여분의 공간을 제공할 것입니다.

어린이들은 집에서 하지 마세요.

이 스턴트맨은 헬멧이 없어요.

대신 목 깃이 있어요.

목 깃 안에는 센서가 있어요.

마우스가드에 있는 센서와
동일한 종류의 센서로

넘어지는 순간을 감지하죠.

거기엔 에어백이 있어
그게 터지며 작동합니다.

차동차의 에어백이 작동하는 것과
기본적으로 동일한 방식입니다.

저희 연구실에 이 장치에
대해 실험을 한 결과

몇몇 상황에서는 뇌진탕의 위험을
크게 낮춘다는 것을 알아냈습니다.

일반적인 자전거 헬멧에 비해서요.

매우 흥미로운 발전입니다.

하지만 우리가 뇌진탕을 막을 수 있는

기술의 혜택을 실감하기 위해선

규정에 맞춰야 합니다.

그게 현실이죠.

이 장치는 유럽에서 판매합니다.

하지만 미국에서는 판매가 안돼요.
아마 당분간은 어려울 것 같습니다.

왜 그런지 말씀드리죠.

몇몇 합당한 이유가 있지만,
몇 가지 불합리한 이유도 있죠.

자전거 헬멧에 대한
정부 규정이 있습니다.

소비자제품 안전위원회가
자전거 헬멧 판매를 승인할

권한을 갖고 있죠.

그들은 이런 실험을 합니다.

이 실험은 제가 초반에 말씀드렸던
두개골 구조를 생각나게 하죠.

그것이 실험의 목적입니다.

중요한 실험이기는 하죠.

여러분의 생명을 구할 수 있습니다.
하지만 충분치 않죠.

예를 들면, 실험에서 평가하지
않는 것이 하나 있는데요.

적절한 시간과 장소에서
에어백이 작동되는지

필요하지 않을 때는 작동이
안되는지 알 수 없습니다.

마찬가지로

이 헬멧이 뇌진탕을 막을지
아닐지 알 수 없습니다.

규정에 맞지 않는 미식축구
헬멧이라 하더라도

그 헬멧들도 아주 비슷한
실험을 거칩니다.

어쨌든 정부가 규정하진 않습니다.

거기엔 산업 조직이 있고
대개 산업이 돌아가는 방식이 있죠.

하지만 이 산업 조직은
기준을 개정하는데 있어

매우 저항적이었습니다.

그래서 저희 연구소에서는
뇌진탕의 구조를 밝히는 것은 물론

더 나은 실험 기준을 갖출 수
있을지도 알아내고 싶습니다.

그리고 정부가 이런
종류의 정보를 사용해

혁신을 권장하길 바랍니다.

소비자로 하여금 주어진 헬멧이

얼마나 방어력이 있는지 알게 하면서요.

그리고 결국 제가 했던 원초적인
물음을 다시 하고 싶습니다.

저희 아이가 미식축구를 하거나
자전거를 타는 것에

제가 편안하게 느끼느냐입니다.

이것은 제가 충격받은 경험이 있어
생긴 결과일지도 모릅니다.

전 제 딸 로즈가 자전거를 탈 떄
훨씬 더 긴장합니다.

딸은 1살 반입니다.

이미 잘 타게 되어서 샌프란시스코
거리를 따라 질주하고 싶어해요.

이 곳이 그 거리 중 한군데 입니다.

저의 개인적인 목표는 이거예요.
가능하리라 믿고 있는데요.

이 기술들을 더 발전시키는 것입니다.

실제로 연구소에서 구체적으로
연구중인 것이 있는데요.

헬멧의 주어진 공간을
최적으로 사용하도록 하는 거죠.

그리고 자신합니다.
그것을 해낼 것입니다.

저희 딸이 두발 자전거를
타기 되기 전에요.

뇌진탕의 위험을 줄일 수 있는

쓸모 있는 무언가를
실제로 갖게 되는 겁니다.

규제 기관의 요구도 따르면서 말이죠.

제가 하려는 일은

여러분 중 단순명쾌한 성향의
분들을 위한 것입니다.

제겐 몇 년의 시간이 있습니다.

부모님들, 조부모님들에게
질문을 받았을 때 말할 수 있을 거예요.

여러분의 아이가 이런 류의 활동에
참여하는 것은 안전하고 건강하다고요.

스탠포드에 이 일에 열중하는
멋진 팀이 있다는 것은

제겐 행운입니다.

몇 년 후에 최종 결실을 갖고
돌아오길 바랍니다.

하지만 지금도 말할 수 있습니다.

뇌진탕이라는 단어를 들을 때
그냥 겁먹지 마십시오.

희망은 있습니다.

감사합니다.

(박수)