Dlaczego kaski nie zapobiegają wstrząśnieniom mózgu... i co może

Czym jest wstrząśnienie mózgu? Pewnie nie tym, co myślisz. W tej prelekcji przy pomocy nowatorskiego badania, bioinżynier (i były futbolista) David Camarillo przedstawia, co naprawdę dzieje się przy wstrząśnieniu mózgu... i dlaczego standardowe kaski sportowe przed nim nie chronią. Oto przyszłość przeciwdziałania wstrząsom mózgu.

Pojęcie "wstrząśnienie mózgu" przeraża.

Wiem to z doświadczenia.

Grałem 10 lat w futbol amerykański.

Tysiące razy dostałem w głowę.

Ale większe piętno odcisnęły
dwa wypadki rowerowe,

które spowodowały u mnie
wstrząśnienia mózgu.

Z efektami ostatniego walczę do dzisiaj,

tutaj, jak stoję przed wami.

Strach przed wstrząśnieniem mózgu

ma swoje uzasadnienie.

Badania wskazują,
że wielokrotne wstrząśnienia

prowadzą do wcześniejszej demencji,
na przykład choroby Alzheimera,

czy przewlekłej encefalopatii pourazowej.

Było to tematem filmu
"Wstrząs" z Willem Smithem.

Wszyscy myślą o futbolu,
o zdarzeniach w wojsku,

ale nie każdy wie,

że wypadki rowerowe są najczęstszą
przyczyną wstrząśnień u dzieci,

przynajmniej te związane ze sportem.

Kolejna kwestia,

nie wszystkim znana,

to fakt, że kaski rowerowe, futbolowe,

również wiele innych,

nie są projektowane i testowane z myślą

o ochronie dzieci
przed wstrząśnieniem mózgu.

Ich zadaniem jest

przeciwdziałanie pęknięciom czaszki.

Rodzice ciągle zadają mi to pytanie.

Pytają mnie:

"Czy pozwoliłbyś swojemu
dziecku grać w futbol?",

"Pozwolić dziecku grać w piłkę nożną?".

W tej dziedzinie

wciąż nam daleko
do definitywnych odpowiedzi.

Podchodzę do takiego
pytania z innej strony

i chcę się dowiedzieć,
jak zapobiec wstrząśnieniom mózgu.

Czy to w ogóle możliwe?

Większość ekspertów twierdzi, że nie.

Ale badania w moim laboratorium

pozwalają odsłonić więcej
szczegółów odnośnie wstrząśnień,

żeby móc je lepiej poznać.

Łatwiej przeciwdziałać pęknięciom czaszki,

bo to dosyć prosty, znany mechanizm.

Wstrząśnienie jest dalej tajemnicą.

By pokazać, co się może dziać
podczas wstrząśnienia,

pokażę filmik,

który łatwo znaleźć w Google, wpisując:

"Co to jest wstrząśnienie mózgu?".

Wyskakuje strona CDC

i filmik wyjaśnia zagadnienie.

Jak widzicie, głowa rusza do przodu,

mózg zostaje w tyle,

następnie mózg dogania resztę

i uderza w czaszkę.

Odbija się od niej

i uderza w drugą stronę czaszki.

Zwróćcie uwagę, co podkreśla ten film,

swoją drogą ufundowany przez NFL.

Podkreślono, że zewnętrzna część mózgu,

w miejscu, gdzie miała uderzyć w czaszkę,

wygląda na uszkodzoną na powierzchni.

Niektóre aspekty tego filmiku

pewnie pokazują prawdę,

zgodnie z przypuszczeniami naukowców,

ale więcej tu przekłamań.

Zgadzam się, podobnie
jak większość ekspertów,

że mózg tak się porusza.

Rzeczywiście nie nadąża za czaszką,

a potem uderza w nią raz po raz oscylując.

To prawda.

Natomiast zakres ruchu mózgu
widoczny w tym filmiku

nie odzwierciedla rzeczywistości.

W czaszce jest bardzo mało miejsca,

tylko kilka milimetrów,

w całości wypełnionych
płynem mózgowo-rdzeniowym,

czyli warstwą ochronną.

Mózg jako całość raczej mało się porusza.

Innym przekłamaniem tego filmiku

jest pokazanie mózgu

jako sztywnej całości.

To również nieprawda.

Mózg to jedna najbardziej
miękkich substancji w ciele,

jest trochę jak galareta.

Więc kiedy głowa
rusza się w tę i we w tę,

mózg się skręca, obraca i wykrzywia,

a tkanka się rozciąga.

Myślę, że większość ekspertów się zgodzi,

że wstrząśnienie raczej nie oddziałuje

na powierzchnię mózgu,

ale dotyka głębszych partii,

bardziej wewnątrz mózgu.

Podchodzimy do tego problemu,

by zrozumieć mechanizm wstrząśnienia

i zbadać metody zapobiegawcze,

przy pomocy takiego urządzenia.

To ochraniacz na zęby.

Ma w sobie czujniki podobne do tych,

co w telefonach komórkowych.

Akcelerometry, żyroskopy.

Przy uderzeniu w głowę

potrafią opisać jej ruch

z dokładnością 1000 próbek na sekundę.

To urządzenie oparto na założeniu,

że jest nakładane na zęby,

czyli jedną z najtwardszych
substancji w ciele.

Dzięki temu sprzęga się z czaszką,

dając najdokładniejsze pomiary

ruchu czaszki.

W przeszłości próbowano używać kasków.

My sprawdziliśmy czujniki na skórze.

Ale one wszystkie zbyt mocno się ruszają.

Stąd uznaliśmy, że obecny sposób

daje najlepsze pomiary.

Dzięki temu urządzeniu nie musimy
poprzestawać na badaniu zwłok,

bo wiedza o wstrząśnieniu z takich badań

jest ograniczona.

Teraz możemy badać żywych ludzi.

Tylko gdzie znaleźć ochotników

skłonnych zderzać się głowami

i doznawać wstrząśnień mózgu?

Jednym z nich byłem ja

oraz zaprzyjaźniona
drużyna futbolowa Stanfordu.

To nasze laboratorium.

Pokażę pierwsze wstrząśnienie,

które zmierzyliśmy tym urządzeniem.

Żyroskop zawarty w urządzeniu

pozawala zmierzyć rotację głowy.

Większość ekspertów uznaje
to za czynnik kluczowy,

potrzebny do zbadania
procesu wstrząśnienia.

Obejrzyjmy filmik.

Komentator: Cougars ściągają
posiłki, ale Luck ma czas.

Winslow oberwał.

Mam nadzieję, że nie ucierpiał.

(Wrzask widowni)

Na górze ekranu,

widać jak wychodzi na pozycję,

szuka bezpiecznego miejsca.

Teraz w normalnej prędkości.

Uderzony przez...

David Camarillo: Przepraszam,
trzy razy to już lekka przesada.

Ale wiecie, o co chodzi.

Patrząc na ten filmik,

widać tylko, że mocno oberwał i ucierpiał.

Ale kiedy wyciągniemy dane

z ochraniacza, który miał w ustach,

otrzymamy więcej szczegółów.

Zauważyliśmy między innymi,

że dostał w lewą dolną część maski.

Ale efekt był zaskakujący.

Bo głowa nie poleciała na prawo.

Najpierw skręciła w lewo.

Potem, w miarę ucisku szyi,

siła uderzenia odrzuciła ją na prawo.

Ten ruch lewo-prawo
przypominał strzał z bicza.

To najprawdopodobniej
spowodowało uraz mózgu.

Nasze urządzenie mierzy
tylko ruchy czaszki,

a chcielibyśmy zajrzeć do środka mózgu.

Współpracujemy z grupą
Sveina Kleivena ze Szwecji.

Stworzyli model mózgu
metodą elementów skończonych.

Oto symulacja

wykorzystująca dane
z ochraniacza z tamtej kontuzji.

Widać mózg,

to przekrój poprzeczny z przodu.

Mózg się skręca i wykrzywia.

Niezbyt to podobne do filmiku CDC.

Kolory reprezentują

stopień rozciągnięcia tkanki mózgowej.

Czerwony to 50%.

Oznacza to rozciągnięcie
do 50% pierwotnej długości

tkanki w danym obszarze.

Popatrzcie na to czerwone miejsce.

Ten czerwony fragment
jest blisko środka mózgu.

Stosunkowo mało jest

takich kolorów w zewnętrznych partiach,

w przeciwieństwie do filmiku CDC.

By przybliżyć nasz pogląd

na mechanizm wstrząśnienia mózgu,

warto wspomnieć potwierdzoną obserwację,

że wstrząśnienie występuje częściej

przy takim ruchu głowy.

Ten jest częstszy w sportach
takich jak futbol,

ale taki jest bardziej niebezpieczny.

Dlaczego?

Jedno, co odróżnia mózg ludzki

od innych zwierząt,

to obecność dwóch dużych płatów.

Mamy prawą półkulę i lewą.

Kluczowy detal na tej ilustracji:

pośrodku mózgu,
między prawą i lewą półkulą,

jest duża szczelina
prowadząca w głąb mózgu.

W tej szczelinie,

nie widać tego na obrazku,
musicie mi uwierzyć,

jest włóknista płachta tkanki.

To sierp mózgu,

przebiega przez całą długość głowy

i jest dosyć sztywny.

Przez to przy uderzeniu,

kiedy głowa kiwa się w lewo i prawo,

siły szybko przenoszą się do środka mózgu.

Co jest na dnie tej szczeliny?

Okablowanie mózgu.

A ta czerwona wiązka na dole szczeliny

to największa zbitka włókien,

łącząca prawą i lewą półkulę mózgu.

To ciało modzelowate.

Naszym zdaniem taki może być

jeden z najczęstszych
mechanizmów wstrząśnienia.

W miarę jak siły przechodzą ku dołowi,
oddziałują na ciało modzelowate,

następuje rozłączenie
prawej i lewej półkuli,

co tłumaczy niektóre symptomy
wstrząśnienia mózgu.

To odkrycie jest też spójne z objawami

przewlekłej encefalopatii pourazowej,
o której mówiłem wcześniej.

Oto zdjęcie byłego futbolisty
w średnim wieku.

Zwróćcie uwagę na ciało modzelowate.

Wrócę, żeby pokazać rozmiar
normalnego ciała modzelowatego,

a teraz u osoby z przewlekłą
encefalopatią pourazową.

Jest w zaniku.

Tak samo przestrzeń w komorach.

Te komory są dużo większe.

Więc cała ta tkanka w środku mózgu

z czasem obumarła.

To by się zgadzało.

Czas na nieco dobrych wieści,

bo chcę zaszczepić trochę nadziei
przed końcem prelekcji.

Zauważyliśmy,

konkretnie w tym mechanizmie obrażeń,

że co prawda siły szybko
przechodzą do wewnątrz,

ale wciąż trochę to trwa.

Może jeśli spowolni się głowę na tyle,

by mózg nie zostawał w tyle do czaszki,

ale poruszał się razem z nią,

powstrzymamy wstrząśnienie.

Tylko jak spowolnić głowę?

(Śmiech)

Olbrzymim kaskiem.

Więcej miejsca, więcej czasu.

Trochę żart, ale może
niektórzy mieli z tym kontakt.

To bańkowa piłka nożna, prawdziwy sport.

Widziałem kilku młodzieńców,

którzy w nią grali niedaleko mojego domu,

podobno nie mieli wstrząśnień mózgu.

(Śmiech)

Ale na poważnie, to założenie działa,

tyle że tu posunięto się za daleko.

W tej formie nie przyda się
na rowerze, czy w futbolu.

Współpracujemy ze szwedzką firmą Hövding.

Niektórzy może znają jej produkty.

Podobna zasada działania,
powietrze daje przestrzeń,

by zapobiec wstrząśnieniu mózgu.

Dzieci, nie próbujcie tego w domu.

Ten kaskader nie ma kasku.

Ma kołnierz,

taki z czujnikami,

podobnymi do tych w naszym ochraniaczu.

Kołnierz wykrywa możliwość upadku

i wystrzeliwuje ukrytą
poduszkę powietrzną.

Tak, jak w samochodzie.

Eksperymenty przeprowadzone
w moim laboratorium

wykazały w niektórych przypadkach
znacznie mniejsze ryzyko wstrząsu

w stosunku do zwykłych kasków rowerowych.

Fascynujący wynalazek.

Ale zanim wykorzystamy nowinki techniczne

przeciwdziałające wstrząśnieniom,

muszą być zgodne z przepisami.

Takie są realia.

To urządzenie jest w sprzedaży w Europie,

ale nie jest i pewnie długo
nie będzie w Stanach.

Wyjaśnię dlaczego.

Jest kilka dobrych powodów
i kilka niezbyt dobrych.

Kaski rowerowe podlegają regulacjom.

Komisja Bezpieczeństwa
Produktów Konsumenckich

wydaje pozwolenia na sprzedaż kasków

na podstawie takiego testu.

Wracając do wcześniej
wspomnianych pęknięć czaszki,

to właśnie bada ten test.

To ważny aspekt.

Może uratować życie,
ale nie jest wystarczający.

Na przykład, nie potrafi ocenić,

czy poduszka powietrzna wyskoczy

w odpowiednim miejscu i czasie,
a nie bez potrzeby.

Również nie powie,

czy kask zapobiegnie wstrząśnieniu.

Kaski futbolowe nie podlegają regulacjom,

a mają podobne testy.

Nie podlegają państwowej regulacji.

Mają swój organ branżowy,
jak w innych sektorach.

Ale ten organ jest dosyć oporny

na zmiany standardów.

W moim laboratorium pracujemy
nie tylko nad wstrząśnieniem,

ale też nad poprawą testów.

Mamy nadzieję, że rząd
wykorzysta te informacje,

by stymulować innowacje,

informując konsumentów,

jak dobrze chroni dany kask.

Wracając do pytania,

czy pozwoliłbym grać dziecku w futbol

albo jeździć na rowerze.

Może to rezultat moich
traumatycznych doświadczeń.

Niepokoi mnie myśl o mojej córce,
Rose, na rowerze.

Ma 1,5 roku.

Już ma ochotę mknąć
po ulicach San Francisco.

To koniec jednej z tych ulic.

Moim osobistym celem,
wierzę że wykonalnym,

jest dalszy rozwój tych technologii.

W tej chwili pracujemy nad czymś,

co efektywnie wykorzysta
przestrzeń w kasku.

Jestem przekonany,

że zanim dorośnie do dwukołowca,

będziemy mieć gotowe coś,

co rzeczywiście ograniczy
ryzyko wstrząśnienia

i zadowoli ciała nadzorujące.

Mam nadzieję,

dla niektórych to bardziej pilna sprawa,

mi jeszcze parę lat zostało,

że będę mógł zapewnić rodziców i dziadków

o bezpieczeństwie ich dzieci.

Mam szczęście pracować
ze świetnym zespołem ze Stanford,

który pracuje w pocie czoła.

Może za kilka lat wrócę z pełną historią,

ale teraz powiem,

nie bójcie się słowa "wstrząśnienie".

Jest nadzieja.

Dziękuję.

(Brawa)