Sportowa technika wstrząsów nie chroni przed uszkodzeniami mózgu, mówi Science

Kiedy jego hełm zderzył się gwałtownie z ramieniem przeciwnika, Luke Kuechly wyglądał jak lalka naturalnej wielkości. W jednej chwili linebacker Carolina Panthers doznał kolejnego wstrząsu mózgu. Jego sezon i być może kariera była zagrożona.

Kilka tygodni wcześniej Kuechly zaczął nosić na szyi eksperymentalny kołnierz, który miał chronić jego mózg od wewnątrz. Urządzenie, znane jako Q-Collar, a wcześniej sprzedawane jako NeuroShield, zostało zaprojektowane tak, aby naśladować metodę ochrony przed obrażeniami dzięcioła, utrzymując więcej krwi wewnątrz czaszki, aby stworzyć efekt „bąbelkowej okładki” wokół mózgu.

Dlaczego więc ten inspirowany naturą sprzęt bezpieczeństwa nie odwrócił wstrząsu mózgu Luke'a Kuechly'ego z 2017 r., Który najwyraźniej wciąż nosi?

Jako fizjolog i badacz medycyny sportowej badam, jak organizm reaguje na ćwiczenia i inne stresory. Studiuję również sposoby zapobiegania i leczenia urazów sportowych. Ponieważ społeczeństwo dowiaduje się więcej o potencjalnych długoterminowych zagrożeniach związanych ze sportami kontaktowymi, w tym przewlekłą encefalopatią urazową (CTE), rodzice, sportowcy i organizacje sportowe desperacko pragną znaleźć szybkie rozwiązanie kryzysu wstrząsu mózgu. Niestety, nie sądzę, aby istniało łatwe rozwiązanie, które sprawiłoby, że sporty z natury ryzykowne byłyby bezpieczne.

Argument dużej wysokości

W 2014 roku znajomy opowiedział mi o badaniu, które wykazało, że gracze NFL byli o 20-30 procent mniej narażeni na wstrząsy mózgu w grach rozgrywanych na „wyższych” wysokościach. Naukowcy wysunęli teorię, że wyższa wysokość spowodowała lekkie obrzęki w mózgu, aw konsekwencji zwiększoną objętość mózgu.

To „ściślejsze dopasowanie” wewnątrz czaszki zmniejszyłoby „szum” mózgu podczas uderzeń, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo wstrząsów. Ponieważ wyższa wysokość zdawała się chronić mózg, twierdzili, korzystne byłoby powtórzenie tego „ściślejszego dopasowania”. Autorzy zaproponowali, że można to osiągnąć poprzez lekkie uciskanie żył szyjnych szyi, aby złapać nieco więcej krwi w mózgu. Kilka lat wcześniej członek ich zespołu badawczego złożył patent na takie urządzenie - szyjny kołnierz kompresyjny.

Podczas gdy ci mniej zaznajomieni z fizjologią mogli być przekonani przez to fascynująco brzmiące wyjaśnienie, mój kolega badacz, Gerald Zavorsky, i ja myśleliśmy, że ten pomysł był naukowo nieprawdopodobny. Co najważniejsze, badanie zdefiniowało „wyższą wysokość” jako coś ponad skromne 600 stóp nad poziomem morza - zbyt niskie, aby mieć jakikolwiek wpływ na objętość mózgu. Zasadniczo, nasza objętość mózgu pozostaje niezwykle stała na dużych wysokościach, nawet jeśli możemy czuć się zadyszani lub zirytowani. W „Mile High City” w Denver, w którym mieści się najwyższy stadion NFL w kraju, na wysokości 5 280 stóp nad poziomem morza, trudno byłoby ci doświadczyć nawet niewielkiego obrzęku mózgu. Jednak przy znacznie wyższych wysokościach istnieje w rzeczywistości zwiększone prawdopodobieństwo obrzęku mózgu, co powoduje zagrażający życiu nagły przypadek zwany obrzękiem mózgu na dużej wysokości.

Gra losowa

Jeśli wysokość nie powoduje ochronnego wzrostu objętości mózgu, to dlaczego wstrząsy były mniejsze w grach NFL rozgrywanych na wysokości ponad 600 stóp nad poziomem morza? Aby odpowiedzieć na to pytanie, zbadaliśmy ten sam publicznie dostępny zestaw danych NFL. W pierwotnym badaniu przeanalizowano dane z dwóch sezonów kombinowanych (2012 i 2013), ale przeanalizowaliśmy kilka dodatkowych lat. Potwierdziliśmy, że stopa wstrząsu była istotnie statystycznie zmniejszona na „wyższych” wysokościach w sezonie 2013, ale nie w sezonie 2012. Kopaliśmy głębiej i nie znaleźliśmy związku między wysokością a wstrząsami mózgu w sezonach 2014 lub 2015. Odrębne badanie przeprowadzone na sportowcach wykazało, że wstrząsy były jeszcze bardziej prawdopodobne na „wyższej” wysokości.

Ponieważ efekt nie był spójny, a powtarzalność jest głównym problemem w całej nauce, podejrzewaliśmy, że pierwotne powiązania wynikały z przypadkowej szansy - matematycznego artefaktu używania ogromnego zbioru danych z blisko 1500 gigantów siatki dosłownie uderzających głowami co tydzień.Gdyby tak było, moglibyśmy się spodziewać, że coś całkowicie arbitralnego będzie również wiązało się ze zmniejszonym ryzykiem wstrząsu mózgu. I rzeczywiście, nasza analiza wykazała, że ​​to prawda. Okazuje się, że zespoły NFL z logo zwierząt, takie jak Miami Dolphins, również miały o 20-30 procent mniejsze ryzyko wstrząsu mózgu w porównaniu z zespołami bez logo zwierząt, takimi jak Pittsburgh Steelers, niezależnie od wysokości gry.

Na podstawie naszej analizy doszliśmy do wniosku, że przypadkowa szansa, a nie reakcja fizjologiczna, wyjaśnia, dlaczego wstrząsy mózgu były mniej prawdopodobne na wysokościach powyżej 600 stóp. Zatem kołnierz naśladujący wysokość wydaje się nieuzasadniony w zapobieganiu wstrząsom.

Teoria dzięcioła

Podobno Q-Collar powiela również sposób, w jaki dzięcioły naturalnie chronią się przed bólami głowy. Według informacji firmy, dzięcioły ściskają żyłę szyjną, wykorzystując mięśnie szyi, aby wywołać „ściślejszy pas” i zredukować „szum” mózgu. Chociaż ten niesamowity mechanizm jest często przedstawiany jako fakt, nie wydaje się, aby był wymieniony gdziekolwiek indziej stulecie badań naukowych badających dzięcioły.

Dokładnie zbadałem wszystkie papiery dzięcioła, które znalazłem, a następnie wyśledziłem wszystkie ich odnośniki i powtórzyłem proces. Odkryłem papiery ornitologiczne od XVIII wieku za pomocą najnowocześniejszych modeli inżynierii biomechaniki dzięcioła, ale żaden nie wspomniał o kompresji szyjnej. Nic więc dziwnego, że firma nie cytuje żadnych naukowych odniesień do literatury dzięcioła.

Nawet jeśli ten mechanizm istnieje i został w jakiś sposób przeoczony przez badaczy dzięcioła, ewolucja dała dzięciołowi wiele unikalnych adaptacji ochronnych. Połączyłem siły z badaczem dzięcioła i opublikowałem podsumowanie tych mechanizmów w październiku 2018 r. Obejmują one wyspecjalizowaną strukturę kości czaszki i dziób absorbujący wstrząsy. Dzięcioły używają nawet bardzo specyficznych pozycji i ruchów, aby się zapiąć, co pomaga rozproszyć siłę z dala od ich mózgów. Doszliśmy do wniosku, że te liczne mechanizmy ochronne działają w harmonii, której nie można odtworzyć po prostu naciskając na żyłę szyjną.

Nowe badania sugerują, że dzięcioły mogą rzeczywiście doznać urazów mózgu podobnych do tych obserwowanych u ludzi. Niezależnie od tego, fizyka bębnienia na dzięciołach różni się znacznie od fizyki wstrząsów sportowych, które generalnie zdarzają się w nieprzewidywalnym czasie i wymagają znacznej rotacji głowy. Pomimo intuicyjnego wyglądu uważam, że kołnierz naśladujący dzięcioła jest bardziej pseudonaukowy niż innowacyjny.

Beyond Sports Concussions

Wraz z moimi kolegami obalamy naukowe uzasadnienie Q-Collar, badania badające Q-Collar wydają się przesunąć od zmniejszenia ryzyka wstrząsów lub różnych zdarzeń po pojedynczym uderzeniu do mniej namacalnego celu zmniejszenia mózgu uszkodzenia spowodowane powtarzającymi się uderzeniami podskórnymi.

Nowe badania wskazują na korzyści wynikające z danych MRI. Jak podał jeden z artykułów w 2016 r., Kołnierz „mógł zapewnić efekt ochronny przed zmianami mikrostrukturalnymi mózgu po powtarzających się uderzeniach głowy”. Artykuł opublikowany w październiku 2018 r. Z małego badania wykazał, że mózgi kobiet piłkarzy noszących obroże na sezon pozornie nie wykazywał uszkodzeń mózgu. Ci, którzy nie nosili kołnierza, wykazywali niewielkie zmiany w niektórych obszarach mózgu.

Jednak niektórzy inni badacze wyrazili obawy dotyczące niewielkiej liczby badanych i wysokiego odsetka osób porzucających w podobnych badaniach dotyczących obroży. Niektórzy lekarze doszli do wniosku, że dowody te nie są wystarczające, aby zasugerować, że chroni mózg przed urazami, a obecne kampanie promocyjne są „potencjalnie mylące”. Pozostaję też sceptyczny wobec tych ustaleń, ponieważ użyteczność kliniczna tego szczególnego rodzaju danych MRI pozostaje niejasne, zwłaszcza w odniesieniu do długoterminowego zdrowia.

Ponieważ firma dąży do uzyskania aprobaty FDA i wykracza poza aplikacje sportowe, obawiam się, że długoterminowe zdrowie mózgu jest umieszczane w sprzęcie uzasadnionym nieporozumieniami fizjologicznymi, przypadkowymi związkami i tak, nawet to, co doszedłem do wniosku, jest błędnym twierdzeniem dotyczącym dzięciołów i inne zwierzęta.

Niektórzy mogą twierdzić, że nawet jeśli nie działa, nie ma żadnej szkody w dodaniu dodatkowej warstwy ochrony. Uważam jednak, że jest to niebezpieczna postawa. Kiedy sportowcy czują, że są bardziej chronieni, mają fałszywe poczucie dodatkowego bezpieczeństwa i grają bardziej agresywnie. Może to w rzeczywistości zwiększyć ryzyko obrażeń.

Jak potwierdzają Luke Kuechly i inni, nawet innowacyjne urządzenia nie mogą powstrzymać wstrząsów w kontaktach sportowych. Niestety, możemy nie wiedzieć, czy długoterminowe uszkodzenie mózgu może być faktycznie ograniczone przez nowe technologie, dopóki nie będzie za późno.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation Jamesa Smoligi. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.