Ny halsbånd lover at forhindre atleternes hjerner fra at slynge under påvirkning

Kunne en halsbåret enhed beskytte atleters og soldaters hjerner mod traumatisk skade? Det er løftet om teknologi, som forskere begynder at teste på mennesker efter flere års dyreforsøg.

Tanken bag sådan et halsbånd, som oprindeligt er inspireret af undersøgelser af dyr, der tåler gentagne slag i hovedet, er at øge mængden af ​​blod i hjernen en smule og derved dæmpe den på en måde, som ingen hjelm kan, siger Julian danser , en medopfinder af teknologien, formand for neurokirurgi ved NorthShore University HealthSystem og meddirektør for NorthShore Neurological Institute i Evanston, Illinois.

Undersøgelser af hjerner hos afdøde atleter, som har forbundet gentagne hovedtraumer til neurodegenerativ sygdom, har givet anledning til bekymring over de risici, som atleter, der dyrker kontaktsport står over for (se Et kig ind i en død fodboldspillers hjerne) og af soldater på slagmarken, hvor traumatisk hjerneskade er også relativt almindelig.

Bailes, den tidligere læge i Pittsburgh Steelers, der var medvirkende til først advare offentligheden til den neurodegenerative sygdom kronisk traumatisk encefalopati eller CTE - og som er portrætteret af Alec Baldwin i Hollywood-dramaet Hjernerystelse — siger, at hjelme ikke beskytter mod skader, der opstår, når hjernen, der flyder i cerebrospinalvæske og ikke er forbundet med kraniet, skvulper rundt. Det fik ham og hans kolleger til at spørge: Er der nogen måde at begrænse hjernens bevægelse og evne til at skvulpe?

Opfinderne af denne enhed, der nu bliver testet i atleter, siger, at den kan reducere risikoen for hjerneskade.

Forskerne fastslog, at spætter og bighorn-får - som begge tolererer gentagne, kraftige slag mod hovedet - kan gøre det ved at justere trykket og volumen inde i kraniet, så deres hjerner ikke skvulper. De så også på data om rapporterede hjernerystelser i gymnasieidræt såvel som i NFL spil og fandt ud af, at hjernerystelsesraten var omkring 30 procent lavere i spil, der blev spillet i højere højde. Dette kan skyldes, at den menneskelige hjerne har tendens til at øge volumen i stor højde, hvilket giver den mindre plads til at bevæge sig rundt inde i kraniet, siger Gregory Myer , direktør for laboratoriet for menneskelig præstation på Cincinnati Children's Hospital.

At opnå en tættere pasform mellem hjernen og kraniet er ideen bag den nye krave, en U-formet enhed, der sidder tæt mod ryggen og siderne af en persons nakke. Det påfører blid kompression (omkring lige så meget som et slips, siger Bailes) på halsvenerne, hvilket reducerer mængden af ​​blod, der strømmer tilbage til hjertet efter hvert slag. Forsøg i rottemodeller tyder på, at en sådan halskompression fører til reducerede tegn på hjerneskade, og forskerne antager, at dette skyldes mindre skvulp. Myer designer nu yderligere dyreforsøg med grise.

Myer instruerer også menneskelige undersøgelser, som indebærer brug af elektroencefalografi og avanceret magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) til at fange information om hjernen hos atleter - hockey- og fodboldspillere indtil videre - i præsæsonen, mellemsæsonen og eftersæsonen. Hjelmmonterede accelerometre sporer mængden og størrelsen af ​​hovedstød under konkurrence. I et givet eksperiment bærer en gruppe spillere kraven og en kontrolgruppe ikke. (Ejeren og udvikleren af ​​teknologien, et firma kaldet Q30 Innovationer , finansierer denne forskning, men Myers arbejde er adskilt fra produktudviklingen, og han har ikke noget yderligere økonomisk forhold til virksomheden.)

En beskyttende krave under udvikling lægger et blidt pres på halsvenerne for at øge mængden af ​​blod i hjernen. Det kunne hjælpe med at beskytte den mod traumatisk skade.

At demonstrere effektiviteten af ​​denne teknologi vil være udfordrende, fordi forskerne stadig forstår meget lidt om sammenhængen mellem tegn på skade, der er opdaget via avanceret MR, og en persons symptomer (se Hjernear påvist i hjernerystelse). Ydermere er den grad, hvori risikoen for skade eller sygdom varierer fra individ til individ - sammen med hvorfor det varierer - ikke godt forstået, selvom potentielle datasæt som dem Myer indsamler kunne begynde at kaste lys over disse spørgsmål.

Hele rækken af ​​biomekaniske konsekvenser af denne tilgang er heller ikke klar. For eksempel vil det at holde mere blod i hjernen få grænsefladen mellem vævet og indersiden af ​​kraniet til at ændre sig, og det er ukendt, hvilken effekt det ville have, siger David Meaney , professor i bioteknik ved University of Pennsylvania. Den grænseflade er et vigtigt forskningsemne i øjeblikket, siger han.

Hvad angår enhver risiko forbundet med at modulere blodgennemstrømningen mellem hjertet og hjernen, siger Myer, at sikkerhed er langt vigtigere end effektivitet på dette tidspunkt, og at gruppen har haft diskussioner med eller anmodet om udtalelser fra hundredvis af læger om teknologien. . Myer siger, at effekten af ​​enheden svarer til, hvad der sker, når vi ligger ned. Når vi er vandrette, flyder blod ind i en kompenserende reserve, siger han, og kraven er beregnet til kun at tilføje nok til at fylde den reserve. Indtil videre har der ikke været nogen uønskede hændelser, siger han, men det er derfor, vi er nødt til at lave undersøgelsen.

skjule