Sports hjernerystelse Tech vil ikke beskytte mod hjerneskade, siger videnskaben

Da hans hjelm kolliderede voldsomt med sin modstanders skulder, så Luke Kuechly som en livsstil bobblehead dukke. På et øjeblik lider Carolina Panthers stjerne linebacker endnu en hjernerystelse. Hans sæson, og måske karriere, var i fare.

Et par uger tidligere begyndte Kuechly at bære en eksperimentel krave rundt om halsen, der var designet til at beskytte sin hjerne indefra. Enheden, kendt som Q-Collar, og tidligere solgt som NeuroShield, er designet til at efterligne spidsens metode til beskyttelse af skader ved at holde mere blod inde i kraniet for at skabe en "boble wrap" effekt rundt om hjernen.

Så hvorfor ikke dette naturligt inspirerede sikkerhedsudstyr afværge Luke Kuechlys 2017-hjernerystelse, som han tilsyneladende stadig bærer?

Som fysiolog og sportsmedicinforsker studerer jeg hvordan kroppen reagerer på motion og andre stressorer. Jeg studerer også måder at forebygge og behandle sportsskader på. Som offentligheden lærer mere om de potentielle langsigtede farer ved kontakt sport, herunder kronisk traumatisk encephalopati (CTE), er forældre, atleter og sportsorganisationer desperate til at finde en hurtig løsning på hjernerystelse krisen. Desværre tror jeg ikke, at der er en nem løsning til at gøre iboende højrisiko sport sikkert.

High Altitude Argument

Tilbage i 2014, en ven fortalte mig om en undersøgelse, der rapporterede, at NFL-spillere var 20-30 procent mindre tilbøjelige til at opretholde en hjernerystelse i spil spillet på "højere" højder. Forskerne teoretiserede, at højere højde forårsagede en svag hævelse i hjernen og følgelig øget hjernevolumen.

Denne "strammere pasform" inde i kraniet ville reducere hjernen "slosh" under påvirkning for at reducere sandsynligheden for hjernerystelse. Da højere højde syntes at beskytte hjernen, hævdede de, at det ville være gavnligt at replikere denne "strammere pasform." Forfatterne foreslog dette kunne opnås ved at anvende let pres på nakkeens jugular vener for at fange lidt mere blod inde i hjernen. Et par år tidligere indgav et medlem af deres forskerhold et patent på en sådan enhed - en jugulær kompressionskrave.

Mens de mindre kendte fysiologi kan være blevet overtalt af denne fascinerende lydforklaring, syntes min kollegaforsker, Gerald Zavorsky, og jeg, at ideen var videnskabeligt uacceptabel. Vigtigst er det, at undersøgelsen definerede "højere højde" som noget over en mager 600 fod over havets overflade - alt for lavt til at have nogen effekt på hjernevolumen. I det væsentlige forbliver vores hjernemængde bemærkelsesværdigt konstant i høj højde, selvom vi måske føler sig utilpustede eller lettehårede. I Denver's "Mile High City", som huser det højeste NFL-stadion i landet på 5.280 fod over havets overflade, ville du være svært presset til at opleve selv en minimal svulm i hjernen. Men ved meget højere forhøjelser er der faktisk en øget sandsynlighed for hjerne hævelse, hvilket forårsager en livstruende nødsituation kaldet højhøjde hjerneødem.

Et spil med chance

Hvis højden ikke forårsager en beskyttende stigning i hjernevolumen, hvorfor blev hjernerystelser reduceret i NFL-spil spillet på mere end 600 fod over havets overflade? For at besvare dette spørgsmål undersøgte vi det samme offentligt tilgængelige NFL datasæt. Den oprindelige undersøgelse undersøgte data fra to kombinerede årstider (2012 og 2013), men vi analyserede et par ekstra år. Vi bekræftede, at hjernerystelse rent faktisk var statistisk reduceret til "højere" højder i 2013-sæsonen, men ikke i 2012-sæsonen. Vi gravede dybere og fandt ingen sammenhæng mellem højde og hjernerystelser i 2014- eller 2015-sæsonen. En særskilt undersøgelse af college-atleter viste, at hjernerystelse var endnu mere sandsynligt ved "højere" højde.

Da effekten ikke var konsekvent og repeterbarhed er et stort problem i hele videnskaben, mente vi, at de oprindelige koblinger skyldtes tilfældig chance - en matematisk artefakt om at bruge et enormt datasæt med næsten 1500 gridiron-giganter, der bogstaveligt talt støtter hoveder med hinanden på ugentlig basis.Hvis det var tilfældet, kan vi forvente, at noget helt vilkårlig også være forbundet med en reduceret risiko for hjernerystelse. Og faktisk viste vores analyse, at det er sandt. Det viser sig, at NFL-hold med dyrelogoer, som f.eks. Miami Dolphins, også havde en 20-30 procent reduceret risiko for hjernerystelse sammenlignet med hold uden dyre logoer, som f.eks. Pittsburgh Steelers, uanset spilhøjde.

Baseret på vores analyse konkluderede vi, at tilfældig chance, ikke fysiologisk respons, forklarer, hvorfor hjernerystelser var mindre tilbøjelige til højder over 600 fod. Således virker en højde-imiterende krave uberettiget for at forhindre hjernerystelse.

The Woodpecker Theory

Formentlig replikerer Q-Collar også, hvordan woodpeckers naturligt beskytter sig mod hovedpine. Ifølge virksomhedsoplysninger komprimerer woodpeckere deres jugular ven med deres nakke muskler for at fremkalde "strammere pasform" og reducere hjernen "slosh." Mens denne fantastiske lydmekanisme ofte vises som en kendsgerning, ser det ikke ud til at være nævnt overalt et århundrede af videnskabelige undersøgelser, der undersøger spejder.

Jeg undersøgte grundigt alle de spejlpapirer, jeg kunne finde, og så spores alle deres referencer op og gentog processen. Jeg opdagede ornitologipapirer fra 1700'erne gennem avancerede tekniske modeller af spejlbiomekanik, men ingen nævnte jugulær kompression. Således er det ikke overraskende, at virksomheden ikke nævner nogen videnskabelige referencer til spejle.

Selv om denne mekanisme eksisterer og på en eller anden måde er overset af spejlforskere, gav udviklingen spidsen mange unikke beskyttelsesanpasninger. Jeg slog sammen med en spejlforsker og offentliggjorde et sammendrag af disse mekanismer i oktober 2018. Disse omfatter en specialiseret kraniet benstruktur og et stødabsorberende næb. Woodpeckers bruger endda meget specifikke holdninger og bevægelser til at bøjle sig selv, hvilket hjælper med at sprede kraft væk fra deres hjerner. Vi konkluderede, at disse flere beskyttelsesmekanismer arbejder i harmoni, som ikke kan replikeres ved blot at skubbe på en jugular ven.

Ny forskning tyder på, at spejle faktisk kan opleve hjerneskader svarende til dem, der ses hos mennesker. Uanset hvad er trækfældningens fysik helt anderledes end den for sportshjernerystelser, som generelt sker med uforudsigelig timing, og indebærer betydelig hovedrotation. På trods af sin intuitive appel tror jeg, at en spejle-efterligning krave er mere pseudovidenskab end innovation.

Ud over sport hjernerystelser

Som mine kolleger og jeg har debunket den videnskabelige begrundelse for Q-Collar, synes undersøgelsen af ​​Q-Collar at have skiftet fra at reducere risikoen for hjernerystelse eller forskellige begivenheder efter et enkelt hit til et mindre håndgribeligt mål om at reducere hjernen skader ved gentagne underkonclusive virkninger.

Ny forskning påberåber bevis for fordel, baseret på MR data. Som en artikel nævnt i 2016 kan kraven "have tilvejebragt en beskyttende virkning mod hjernens mikrostrukturelle ændringer efter gentagne hovedpåvirkninger." En artikel offentliggjort i oktober 2018 fra en lille undersøgelse viste, at hjernerne hos kvindelige fodboldspillere, der havde krave i en sæson tilsyneladende viste ingen hjerneskade. De, der ikke havde kraven, viste små ændringer i nogle områder af deres hjerne.

Nogle andre forskere har dog udtrykt bekymringer over det lille antal emner og de høje udfaldstal i lignende undersøgelser om kraven. Nogle læger har konkluderet, at dette bevis ikke er nok til at antage, at det beskytter hjernen mod skade, og nuværende kampagner er "potentielt vildledende". Jeg forbliver også skeptisk over for disse fund, da den kliniske nytte af denne type MRI-data forbliver uklart, især i forhold til langvarig sundhed.

Da virksomheden har til formål at godkende FDA og ser ud over sportsapplikationer, frygter jeg, at langsigtet hjernehelse bliver sat i udstyr begrundet i misforståelser af fysiologi, tilfældige relationer, og ja, selv hvad jeg har konkluderet er ukorrekte påstande om spejder og andre dyr.

Nogle kan hævde, at selv om det ikke virker, er der ingen skade ved at tilføje et ekstra lag af beskyttelse. Men jeg mener, at dette er en farlig holdning. Når atleter føler at de er mere beskyttede, har de en falsk følelse af ekstra sikkerhed og spiller mere aggressivt. Dette kan faktisk øge risikoen for skade.

Som Luke Kuechly og andre kan attestere, kan selv innovativt lydende udstyr ikke stoppe hjernerystelse i kontakt sport. Desværre kan vi ikke vide, om langvarig hjerneskade faktisk kan begrænses af nye teknologier, indtil det er for sent.

Denne artikel blev oprindeligt udgivet på The Conversation af James Smoliga. Læs den oprindelige artikel her.