Что может уберечь вас от сотрясения мозга, и почему это не шлемы | Дэвид Камарильо | TEDxStanford

Как происходит сотрясение мозга? Вероятно, не так, как вы себе представляете. В данном выступлении биоинженер (который раньше играл в американский футбол) Дэвид Камарильо на основе новейших исследований показывает, что на самом деле происходит во время сотрясения и почему стандартные шлемы для американского футбола не могут от этого уберечь. Вот как в будущем будут бороться с сотрясениями.

Это выступление записано на мероприятии TEDx, независимо организованном местным сообществом с использованием формата конференций TED. Узнайте больше на http://ted.com/tedx

Слово «сотрясение» в наши дни
звучит как никогда пугающе.

Я знаю об этом не понаслышке.

Я 10 лет играл в американский футбол,

меня тысячи раз били по голове.

Но должен сказать, что хуже всего были

две аварии на мотоцикле,
приведшие к сотрясениям мозга.

И я ещё пытаюсь оправиться от последней,

даже стоя сегодня перед вами.

Страх перед сотрясениями

возникает не на пустом месте.

Существуют данные,
что многочисленные сотрясения

могут приводить к слабоумию,
болезни Альцгеймера

и хронической травматической
энцефалопатии.

Этой теме посвящён
фильм Уилла Смита «Защитник».

Многие зацикливаются на футболе,
на том, что происходит в армии,

и вы можете не знать,

что езда на велосипеде —
главная причина сотрясений у детей.

Это спортивная травма.

Ещё одна вещь,

возможно, вам неизвестная,

шлемы, которые носят футболисты,
велосипедисты

и многие другие,

спроектированы и испытаны

без учёта того, насколько хорошо
они уберегают ваших детей от сотрясений.

Они спроектированы и испытаны,

чтобы защитить кости черепа от перелома.

Родители всё время задают мне один вопрос,

они спрашивают:

«Разрешили бы вы своему ребёнку
играть в футбол?»

Или: «Стоит ли разрешать ребёнку
играть в футбол?»

Я думаю, что в этой области

мы ещё очень далеки
от однозначного ответа.

Поэтому я рассматриваю данный вопрос
под другим углом:

я хочу знать, как мы можем
предотвращать сотрясения?

Возможно ли это вообще?

Большинство экспертов считают, что нет.

Но по мере работы в моей лаборатории

мы стали узнавать
всё больше нового о сотрясениях,

всё лучше понимать их.

Мы можем защитить череп от переломов
с помощью шлемов,

потому что это довольно просто.
Мы понимаем принцип.

Сотрясения гораздо более загадочны.

Чтобы дать вам общее представление о том,
что происходит при сотрясении,

я покажу один видеоролик,

который можно найти в гугле по запросу:

«Что такое сотрясение мозга?»

Гугл выдаст сайт CDC,

и это видео в целом описывает
всю картину происходящего.

Вы видите, как голова движется вперёд,

мозг остаётся позади,

затем движется следом

и врезается в череп.

Он отскакивает от черепа

и движется к другой его стороне.

И вы видите, как в этом ролике CDC —

к слову, при финансировании
Национальной футбольной лиги —

подсвечена часть поверхности мозга,

которой он столкнулся с черепом.

Она, судя по всему, повреждена.
Это происходит на внешней стороне мозга.

Я хочу сказать, что в этом ролике

какие-то из аспектов, возможно, и верны

и демонстрируют мнение учёных
о происходящем при сотрясениях,

но неправильного в этом видео,
пожалуй, больше.

Единственное, с чем я согласен,
и уверен, что многие эксперты тоже, —

это что мозг действительно движется так.

Он отстаёт от черепа,

затем догоняет его, движется назад,
вперёд и колеблется.

Это, мы полагаем, верно.

Однако то, насколько он подвижен
в этом видеоролике,

вероятно, далеко от реальности.

В своде черепа очень мало места,

всего несколько миллиметров,

и оно целиком заполнено
спинно-мозговой жидкостью,

выступающей в качестве защитной прослойки.

Так что, судя по всему, мозг как целое
в черепе почти не движется.

Другой недостаток этого ролика в том,

что мозг при движении

выглядит твёрдым объектом,

и это тоже неправильно.

Мозг сформирован
одной из мягчайших тканей в теле.

Можете думать о нём как о желе.

И когда голова движется взад и вперёд,

мозг скручивается,
переворачивается и искривляется,

а его ткань растягивается.

Большинство экспертов, я думаю,
согласились бы,

что сотрясение связано с происходящим

не на поверхности мозга,

а где-то гораздо глубже,

ближе к центру мозга.

К этой проблеме мы подходим так:

чтобы разобраться в механизме сотрясений

и придумать, как их предотвратить,

мы используем вот такое приспособление.

Это капа.

В ней находятся датчики,
похожие на те, что встроены

в ваш мобильный телефон:

акселерометры, гироскопы.

И когда кто-то получает удар по голове,

они фиксируют движение головы

со скоростью тысяча кадров в секунду.

Принцип работы капы —

вы надеваете её на зубы.

Зубы формирует одна из самых твёрдых
тканей в теле.

Капа жёстко крепится к черепу

и даёт самое чёткое представление о том,

как движется мозг.

Люди пробовали другие способы, со шлемами.

Мы рассматривали вариант с сенсорами,
крепящимися к коже,

но они чересчур подвижны.

В общем, это единственный надёжный способ

получить точные измерения.

Теперь, имея это устройство, мы можем
перейти от изучения кадавров к большему,

потому что не всё можно узнать
о сотрясениях,

изучая кадавров,

мы хотим изучать живых людей.

Где же найти группу добровольцев,

готовых регулярно бодаться
друг с другом головами

и переносить сотрясения?

Я был одним из них,

это ваша местная
Стэнфордская футбольная команда.

Это наша лаборатория.

Я хочу показать вам

первое сотрясение,
обработанное нашим устройством.

Я хочу отметить,
что в устройстве есть гироскоп,

который позволяет измерить
угол поворота головы.

По мнению экспертов, это важнейший фактор

при определении того,
как происходит сотрясение мозга.

Итак, пожалуйста, внимание.

Комментатор: Подкрепление «Пум»
запаздывает, но у Лака есть время,

и Уинслоу сбит.

Я надеюсь, он в порядке.

(Публика ревёт)

Вверху экрана

вы видите, как он прибегает с опозданием,

отделяется, укрывается.

То же самое в реальном времени.
Вы услышите это.

В него врезался...

Дэвид Камарильо: Извините, три раза —
это, пожалуй, немного чересчур.

Но вы поняли суть.

Итак, когда вы смотрите это видео,

то, в принципе, видите только одно:
его ударили, и ему больно.

Но после извлечения данных

из его капы

мы смогли рассмотреть всё
намного подробнее.

Одна из замеченных нами вещей —

это то, что удар пришёлся
в нижнюю левую часть его лицевого щитка.

Далее произошло нечто немного неожиданное.

Его голова двигалась не вправо.

Сначала она повернулась налево.

Потом, как только шея начала сжиматься,

сила удара заставила голову
отскочить вправо.

Это движение слева направо
похоже на удар хлыста.

Оно, как мы полагаем, и привело
к травме головного мозга.

Однако наше устройство замеряет только
амплитуду движения черепа,

а мы хотим знать,
что происходит внутри мозга.

Поэтому мы объединились
с группой Свена Клейвена из Швеции.

Они разработали
конечно-элементную модель мозга.

Эта симуляция

использует данные нашей капы
о только что рассмотренной нами травме,

и вы видите перед собой мозг этого игрока.

Это разрез фронтальной части мозга,

скручивающейся и искривляющейся,
как я уже упоминал.

Как можно видеть,
это мало похоже на видеоролик CDC.

Цвета показывают,

как сильно растягивается ткань мозга.

Красный означает 50%.

То есть ткань мозга растянута на 50%
от своих изначальных размеров

в этой отдельно взятой области.

Я хочу заострить ваше внимание
на этом красном пятне.

Оно находится очень близко к центру мозга,

и, условно говоря,

вы не увидите такого цветового богатства
на поверхности мозга

в видеоролике CDC.

Теперь я объясню в деталях,

как, на наш взгляд,
происходит сотрясение.

Одна из важных вещей,

которые мы заметили:
сотрясение наиболее вероятно,

когда от удара голова
поворачивается в этом направлении.

Такое часто случается в спорте,

но такое представляется более опасным.
Так что же там происходит?

Вы можете заметить, что человеческий мозг
имеет одно отличие

от мозга животных:

у нас есть два больших полушария.

У нас есть правое полушарие
и левое полушарие.

Ключевая вещь на этой схеме —

прямо в центральной нижней части
обоих полушарий

расположена большая борозда,
уходящая в глубину мозга.

В этой борозде находится
невидимый на этой картинке, —

так что верьте на слово —

волокнистый листок ткани.

Он называется серп мозга.

Он тянется от лицевой
до задней части головы

и он довольно жёсткий.

Это приводит к тому,
что, когда вы ударяетесь

и голова поворачивается слева направо,

импульс быстро передаётся в глубину мозга.

Что же находится внизу этой борозды?

Коммуникации вашего мозга.

Вот этот красный пучок внизу борозды —

самый большой пучок волокон,

соединяющий правое
и левое полушария мозга.

Он называется мозолистое тело.

Мы считаем, что это может быть

одним из самых распространённых
механизмов сотрясений.

Импульс передаётся вниз
и поражает мозолистое тело.

Это приводит к разъединению
правого и левого полушарий,

чем можно объяснить некоторые
симптомы сотрясений.

Эта находка согласуется с тем,
что можно наблюдать

при упомянутой мной хронической
травматической энцефалопатии.

Это бывший профессиональный футболист
среднего возраста.

Обратите внимание на мозолистое тело.

Я отлистаю назад, чтобы вы могли сравнить
его нормальный размер

и размер у человека, страдающего
хронической травматической энцефалопатией.

Оно сильно атрофировано.

То же самое касается
всего этого пространства в желудочках.

Они намного больше.

В общем, вся ткань у центра мозга

со временем отмерла.

Это согласуется с нашими находками.

И в чём-то это хорошая новость.

Завершая своё выступление,
я хочу поделиться с вами надеждой.

Мы заметили одну особенность

в данном механизме получения травмы.

Несмотря на высокую скорость передачи
импульса вниз по жёлобу,

на это уходит определённое время.

И мы считаем, что если удастся
замедлить голову настолько,

чтобы мозг не отставал от черепа,

а двигался с ним синхронно,

такие сотрясения можно предотвратить.

Но как нам замедлить голову?

(Смех)

Огромный шлем.

Чем больше места,
тем больше у вас времени.

В этом есть доля шутки,
но вы, возможно, уже видели такое.

Это футбол в пузырях,
и это реальный вид спорта.

Я даже видел, как молодые люди

играли в него на днях
недалеко от моего дома,

и, насколько я знаю,
сотрясений там зафиксировано не было.

(Смех)

Если совсем серьёзно, принцип работает,

но тут дело зашло далеко.

Так не покатаешься на велосипеде,
не поиграешь в футбол.

Мы сотрудничаем
со шведской компанией Hövding.

Кто-то из вас, возможно,
уже видел их разработки.

Они также используют пространство,
заполняемое воздухом,

для предотвращения сотрясений.

Дети, не пытайтесь повторить это дома.

У этого каскадёра нет шлема.

Вместо шлема он использует воротник

со встроенными датчиками

того же типа, что и в нашей капе.

Они определяют, когда вы падаете,

и активируют подушку,
работающую, по сути, так же,

как подушка безопасности в машине.

Мы экспериментировали с этим устройством
в своей лаборатории

и выяснили, что в отдельных случаях
оно может заметно снизить риск сотрясения

по сравнению с обычным
велосипедным шлемом.

Это весьма вдохновляющая разработка.

Но прежде чем воспользоваться
преимуществами технологии

предотвращения сотрясений,

мы должны учесть установленные нормы.

Такова реальность.

Это устройство продаётся в Европе,

но в США его в продаже нет,
и, скорее всего, ещё долго не будет.

И я хочу рассказать почему.

Существуют веские причины
и не очень веские причины.

Шлемы федерально регламентированы.

У Комиссии по безопасности
потребительских товаров есть полномочия

допускать к продаже любой шлем.

Они используют вот этот тест.

Это подтверждение того, что я говорил вам
о переломах костей черепа.

Вот для чего нужен этот тест.

И это важно.

Это может спасти вам жизнь,
но этого недостаточно.

Этот тест, например, не проверяет,

сработает ли подушка безопасности

в нужное время и в нужном месте,
и не случится ли это когда не надо.

Аналогично, он не ответит,

может ли шлем
предотвратить сотрясение или нет.

Если взять футбольные шлемы,
которые не регламентируются,

их проверяют похожим образом.

Они не регламентируются правительством.

Существует отраслевая организация,
как это зачастую принято.

Но она сильно противится

обновлению своих стандартов.

В моей лаборатории мы не только изучаем
механизм сотрясений,

но и пытаемся найти способ
улучшить стандарты тестирования.

И мы надеемся, что правительство
сможет использовать наши данные

для поощрения инноваций,

уведомляя потребителей о том,

насколько их может защитить
определённый шлем.

И, наконец, я хочу вернуться к вопросу,
заданному мной вначале.

Спокойно бы я себя чувствовал,
разрешив своему ребёнку играть в футбол

или кататься на велосипеде?

Это может быть следствием
моего личного травматического опыта.

Я гораздо сильнее тревожусь,
когда моя дочь Роуз садится на велосипед.

Ей полтора года,

и она уже хочет носиться
по улицам Сан-Франциско.

Это нижняя часть одной из улиц.

Так что моя личная цель —
и я верю, что это возможно, —

сильнее развить эти технологии.

Собственно, в лаборатории
мы работаем над кое-чем,

оптимально использующим
доступное пространство шлема.

И я уверен, что нам удастся,

прежде чем моя дочь освоит
двухколёсный велосипед,

получить нечто доступное,

способное значительно уменьшить
риск сотрясения

и соответствующее стандартам.

И мне бы хотелось…

Я знаю, что кому-то из вас
это нужно скорее,

а у меня есть в запасе пара лет.

Я хочу отвечать родителям и родственникам,
когда они меня спрашивают,

что эти занятия безопасны для их детей.

Мне очень повезло
с прекрасной командой в Стэнфорде,

трудящейся сейчас над этим.

Я надеюсь вернуться через несколько лет
с законченной историей,

а пока скажу так:

пожалуйста, не пугайтесь,
услышав слово «сотрясение».

Надежда есть.

Спасибо.

(Аплодисменты)