Hjelm-til-hjelm-kollisioner:Forskere modellerer, hvordan vibrationer fra fodboldslag vakler hjernen

Når fodboldspillere støder sammen, kan deres hjerner opleve voldsomme rystelser, der kan føre til hjernerystelse og andre alvorlige skader. En ny undersøgelse fra University of California, Berkeley, har kastet lys over, hvordan disse kollisioner påvirker hjernen, og resultaterne kan få konsekvenser for designet af sikrere fodboldhjelme.

Undersøgelsen, som blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Communications , brugte en kombination af eksperimentelle data og computermodellering til at simulere virkningerne af hjelm-til-hjelm-kollisioner på hjernen. Forskerne fandt ud af, at vibrationerne forårsaget af disse kollisioner kan få hjernen til at slingre frem og tilbage, og denne bevægelse kan beskadige hjerneceller og føre til hjernerystelse.

Forskerne fandt også ud af, at sværhedsgraden af ​​hjerneskaden afhang af kollisionsstedet og kollisionsvinklen. Påvirkninger på forsiden af ​​hovedet var mere tilbøjelige til at forårsage skade på frontallappen, mens stød på bagsiden af ​​hovedet var mere tilbøjelige til at forårsage skade på lillehjernen.

Undersøgelsens resultater kan hjælpe med at forbedre designet af fodboldhjelme ved at identificere de områder af hjernen, der er mest sårbare over for skader. Hjelme kunne designes til at give mere beskyttelse til disse områder, og dette kunne være med til at reducere risikoen for hjernerystelse og andre alvorlige skader.

Undersøgelsesdetaljer

Forskerne brugte en kombination af eksperimentelle data og computermodellering til at simulere virkningerne af hjelm-til-hjelm-kollisioner på hjernen.

Til de eksperimentelle data brugte de et højhastighedskamera til at registrere bevægelsen af ​​en fodboldspillers hoved og nakke under en kollision. De brugte også en sensor til at måle accelerationen af ​​spillerens hoved.

Til computermodelleringen brugte de en finite element-model af det menneskelige hoved til at simulere virkningerne af kollisionen. Modellen omfattede kraniet, hjernen og cerebrospinalvæsken.

Forskerne fandt ud af, at vibrationerne forårsaget af kollisionen fik hjernen til at slingre frem og tilbage. Denne bevægelse var mest udtalt ved nedslagsstedet, men den forplantede sig også til andre dele af hjernen.

Forskerne fandt også ud af, at sværhedsgraden af ​​hjerneskaden afhang af kollisionsstedet og kollisionsvinklen. Påvirkninger på forsiden af ​​hovedet var mere tilbøjelige til at forårsage skade på frontallappen, mens stød på bagsiden af ​​hovedet var mere tilbøjelige til at forårsage skade på lillehjernen.

Konsekvenser for hjelmdesign

Undersøgelsens resultater kan hjælpe med at forbedre designet af fodboldhjelme ved at identificere de områder af hjernen, der er mest sårbare over for skader. Hjelme kunne være designet til at give mere beskyttelse til disse områder, og dette kunne være med til at reducere risikoen for hjernerystelse og andre alvorlige skader.

Forskerne foreslår, at hjelme kan designes med:

* En tykkere skal til at absorbere mere slagenergi.

* En blødere liner til at afbøde hjernen.

* En bedre pasform for at forhindre hjelmen i at bevæge sig rundt på hovedet.

Forskerne foreslår også, at fodboldspillere kan reducere deres risiko for hjernerystelse ved at:

* Iført en hjelm, der sidder ordentligt.

* Undgå head-to-head kollisioner.

* Holder hovedet oppe, når de tackler.

Undersøgelsens resultater er et væsentligt skridt fremad i forståelsen af, hvordan hjelm-til-hjelm-kollisioner påvirker hjernen. Disse oplysninger kan være med til at forbedre designet af fodboldhjelme og reducere risikoen for hjernerystelse og andre alvorlige skader.