Наука утверждает, что технология Sports Concussion не защитит мозг от повреждений

Когда его шлем яростно столкнулся с плечом противника, Люк Куечли выглядел как кукла в натуральную величину. В одно мгновение звездный полузащитник Каролины Пантерс получил еще одно сотрясение мозга. Его сезон и, возможно, карьера были под угрозой.

Несколькими неделями ранее Куечли начал носить экспериментальный воротник на шее, предназначенный для защиты его мозга изнутри. Устройство, известное как Q-Collar и ранее продававшееся как NeuroShield, предназначено для имитации метода защиты от травм дятла, сохраняя больше крови внутри черепа, создавая эффект «пузырчатой ​​оболочки» вокруг мозга.

Итак, почему это вдохновленное природой защитное снаряжение не предотвратило сотрясение мозга Люка Куечли в 2017 году, которое, по-видимому, он до сих пор носит?

Как физиолог и исследователь спортивной медицины, я изучаю, как организм реагирует на физические нагрузки и другие стрессовые воздействия. Я также изучаю способы профилактики и лечения спортивных травм. Поскольку население узнает больше о потенциальных долгосрочных опасностях контактных видов спорта, в том числе хронической травматической энцефалопатии (СТЕ), родители, спортсмены и спортивные организации отчаянно пытаются найти быстрое решение кризиса сотрясения мозга. К сожалению, я не думаю, что есть простое решение, чтобы сделать спорт высокого риска безопасным.

Высотный Аргумент

Еще в 2014 году мой друг рассказал мне об исследовании, в котором сообщалось, что у игроков в НФЛ вероятность сотрясения мозга в играх на «больших» высотах снижается на 20-30 процентов. Исследователи предположили, что увеличение высоты вызвало небольшой отек мозга и, как следствие, увеличение объема мозга.

Такая «плотная посадка» внутри черепа уменьшит «выпадение» мозга во время ударов, чтобы уменьшить вероятность сотрясения мозга. По их мнению, поскольку большая высота защищает мозг, было бы полезно воспроизвести эту «плотную посадку». Авторы предположили, что этого можно добиться, если слегка надавливать на яремные вены шеи, чтобы задержать в мозгу немного больше крови. Несколькими годами ранее член их исследовательской группы подал патент на такое устройство - воротничковый компрессионный воротник.

В то время как это менее захватывающее объяснение могло убедить тех, кто менее знаком с физиологией, мой коллега-исследователь Джеральд Заворский и я думали, что эта идея неправдоподобна с научной точки зрения. Что наиболее важно, исследование определило «большую высоту» как что-либо выше скудных 600 футов над уровнем моря - слишком низко, чтобы иметь какое-либо влияние на объем мозга. По сути, объем нашего мозга остается удивительно постоянным на большой высоте, даже когда мы можем чувствовать одышку или головокружение. В «Майл Хай Сити» в Денвере, где находится самый высокий стадион НФЛ в стране на высоте 5280 футов над уровнем моря, вам будет трудно испытать даже незначительный отек мозга. Тем не менее, на гораздо больших высотах существует повышенная вероятность отека мозга, который вызывает опасную для жизни чрезвычайную ситуацию, называемую высотным отеком головного мозга.

Азартная игра

Если высота над уровнем моря не вызывает защитного увеличения объема мозга, тогда почему сотрясения мозга были уменьшены в играх, проводимых на высоте более 600 футов над уровнем моря? Чтобы ответить на этот вопрос, мы изучили тот же общедоступный набор данных НФЛ. В первоначальном исследовании рассматривались данные двух комбинированных сезонов (2012 и 2013), но мы проанализировали еще несколько лет. Мы подтвердили, что уровень сотрясения мозга действительно был статистически снижен на «более высоких» высотах в течение сезона 2013 года, но не в сезоне 2012 года. Мы копали глубже и не нашли никакой связи между высотой и сотрясениями в сезонах 2014 или 2015. Отдельное исследование у спортсменов колледжа показало, что сотрясения мозга были еще более вероятны на «большей» высоте.

Поскольку эффект был непостоянным, а повторяемость является серьезной проблемой во всех науках, мы подозревали, что первоначальные связи были обусловлены случайной случайностью - математическим артефактом использования огромного набора данных из почти 1500 гигантов-грионов, буквально бьющихся друг о друга на еженедельной основе.Если бы это было так, мы могли бы ожидать, что что-то совершенно произвольное также будет связано с уменьшенным риском сотрясения мозга. И действительно, наш анализ показал, что это правда. Оказывается, что команды НФЛ с логотипами животных, такие как дельфины Майами, также имели риск сотрясения мозга на 20-30 процентов по сравнению с командами без логотипов животных, такими как Питтсбург Стилерс, независимо от высоты игры.

Основываясь на нашем анализе, мы пришли к выводу, что случайный случай, а не физиологический ответ объясняет, почему сотрясения мозга были менее вероятны на высотах выше 600 футов. Таким образом, воротник, имитирующий высоту, кажется неоправданным для предотвращения сотрясений.

Теория дятла

Предположительно, Q-воротник также повторяет, как дятлы естественным образом защищают себя от головной боли. Согласно информации компании, дятлы сжимают яремную вену, используя мышцы шеи, чтобы вызвать «плотную подгонку» и уменьшить «выплескивание» мозга. Хотя этот поразительно звучащий механизм часто представляется как факт, он, кажется, нигде не упоминается в более чем век научных исследований дятлов.

Я тщательно изучил все документы дятла, которые смог найти, а затем отследил все их ссылки и повторил процесс. Я обнаружил орнитологические работы 1700-х годов с помощью передовых инженерных моделей биомеханики дятла, но ни в одном из них не упоминалось яремное сжатие. Таким образом, неудивительно, что компания не приводит никаких научных ссылок на литературу дятла.

Даже если этот механизм существует и каким-то образом упускается из виду исследователями дятла, эволюция дала дятлу многочисленные уникальные защитные приспособления. Я объединился с исследователем-дятлом и опубликовал сводку этих механизмов в октябре 2018 года. Они включают специализированную структуру кости черепа и амортизирующий клюв. Дятлы даже используют очень специфические позы и движения, чтобы подготовить себя, что помогает рассеивать силу от их мозга. Мы пришли к выводу, что эти многочисленные защитные механизмы работают в гармонии, которую нельзя воспроизвести, просто надавливая на яремную вену.

Новое исследование предполагает, что дятлы действительно могут испытывать травмы головного мозга, подобные тем, которые наблюдаются у людей. Несмотря на это, физика барабанов дятла сильно отличается от физики спортивных ударов, которые обычно происходят с непредсказуемым временем и включают значительное вращение головы. Несмотря на его интуитивную привлекательность, я считаю, что ошейник, имитирующий дятла, - это скорее лженаука, чем инновация.

Вне Спортивных Сотрясений

Поскольку мои коллеги и я опровергали научное обоснование Q-воротника, исследования, изучающие Q-воротник, похоже, сместились от уменьшения риска сотрясений мозга или отдельных событий после одного удара к менее ощутимой цели - уменьшить мозг ущерб от повторных субконсусивных воздействий.

Новое исследование заявляет о преимуществах, основанных на данных МРТ. Как говорится в одной статье в 2016 году, воротник «мог оказывать защитный эффект от микроструктурных изменений мозга после повторяющихся ударов головы». Статья, опубликованная в октябре 2018 года из небольшого исследования, показала, что мозг футболисток, которые носили воротники в течение сезона казалось бы, не показали повреждения мозга. Те, кто не носил ошейник, демонстрировали небольшие изменения в некоторых областях своего мозга.

Тем не менее, некоторые другие исследователи выразили обеспокоенность по поводу небольшого числа субъектов и высоких показателей отсева в аналогичных исследованиях о воротнике. Некоторые врачи пришли к выводу, что этих данных недостаточно для того, чтобы предположить, что они действительно защищают мозг от травм, и нынешние рекламные кампании «потенциально вводят в заблуждение». Я также по-прежнему скептически отношусь к этим выводам, поскольку клиническая полезность этого конкретного типа данных МРТ остается неясно, особенно в отношении долгосрочного здоровья.

Поскольку компания стремится получить одобрение FDA и выходит за рамки спортивных приложений, я боюсь, что долгосрочное здоровье мозга находится в оборудовании, оправданном неправильным пониманием физиологии, случайными отношениями, и, да, даже то, что я пришел к выводу, является неверными утверждениями о дятлах и другие животные.

Некоторые могут возразить, что даже если это не сработает, добавление дополнительного слоя защиты не повредит. Однако я считаю, что это опасное отношение. Когда спортсмены чувствуют, что они более защищены, у них ложное чувство дополнительной безопасности и они играют более агрессивно. Это может увеличить риск получения травмы.

Как могут засвидетельствовать Люк Куечлы и другие, даже инновационное оборудование не может остановить сотрясение мозга в контактных видах спорта. К сожалению, мы можем не знать, могут ли долговременные повреждения головного мозга действительно ограничиваться новыми технологиями, пока не станет слишком поздно.

Эта статья была первоначально опубликована в «Разговоре» Джеймса Смолига. Прочитайте оригинальную статью здесь.