In der Saison 2017 erlitten die NFL-Spieler 291 Schlaganfälle - die meisten seit dem Beginn des Datenaustauschs in der Liga im Jahr 2012. Um die hohe Schlaganfallrate einzudämmen, haben Fußballregulierer auf Profi- und College-Ebene alles versucht, um Spieler für das Schlagen mit ihren Helmen zu bestrafen Hinzu kommen unparteiische Nebendoktoren, die Spieler nach einem Schlag auf den Kopf aus dem Spiel ziehen können.
Die unglückliche Realität ist, dass keine dieser Änderungen die Anzahl der Gehirnerschütterungen erfolgreich zu reduzieren scheint. Ein Teil des Problems besteht darin, dass es schwierig sein kann, festzustellen, ob ein Spieler betroffen ist oder nicht, aber möglicherweise kann eine neue Diagnosetechnologie Abhilfe schaffen.
Während die Saison 2018 in vollem Gange ist, halten einige College-Teams ein neues Gerät am Rande: eine Virtual-Reality-Brille, die zur Diagnose von Gehirnerschütterungen entwickelt wurde. Bei der Pac-12-Konferenz werden die VR-Brillen in jeder Sportart eingesetzt. (Wrestling, nicht Fußball, hat die höchste Gehirnerschütterungsrate, gefolgt von Hockey, heißt es in einem Artikel im American Journal of Sports Medicine.)
Die Eye-Sync-Brille des kalifornischen Unternehmens SyncThink aus Palo Alto zeigt einen Punkt an, der sich in einem rauen Kreis bewegt, und verfolgt die Augen des Benutzers, während sie der Bewegung des Punkts folgen. Während die Brille die Augenbewegung verfolgt, misst das Gerät tatsächlich die Fähigkeit des Gehirns, die Bewegung des Punkts vorherzusagen, sagt Jamshid Ghajar, Gründer von SyncThink.
Ghajar, ein Stanford Neurochirurg und Präsident der Brain Trauma Foundation, sagte, er habe untersucht, wie die Aufmerksamkeit auf die Gehirnfunktion gerichtet ist, als er merkte, dass es nur um das Timing geht. „Dein Gehirn ist immer in der Vergangenheit. Alles, was Sie spüren, ist bereits passiert “, sagt er. „Wenn Sie einen Tennisball sehen, ist er bereits vorbei. Um zu interagieren, muss man vorhersagen oder antizipieren, also hat man gelernt, die Bewegung des Balls vorherzusagen, damit man ihn treffen kann. “
Es überrascht nicht, dass eine Gehirnerschütterung die Fähigkeit des Gehirns beeinträchtigt, Informationen aus den Augen zu verarbeiten und Bewegungen vorherzusagen. Wenn ein Athlet am Kopf getroffen wird oder ein Soldat einer IED-Explosion zu nahe kommt und seine Leistung beim Eyetracking-Test der Schutzbrille schlecht ist, ist es möglich, dass er eine Gehirnerschütterung erlitten hat - dies ist jedoch nicht garantiert.
"Geräte diagnostizieren nicht, Ärzte", sagt Ghajar. Auch wenn jemand mit der Brille kämpft, könnte es Grund genug sein, sie vom Feld zu ziehen. Selbst eine geringfügige Beeinträchtigung der Fähigkeit, die Bewegung eines Verteidigungsendes oder einer tödlichen Granate vorherzusagen, könnte sich als kostspielig erweisen.
"Was wir brauchen, ist ein Toolkit - Eye Tracking könnte eines der Tools sein", sagt Ghajar.
Eine Vielzahl anderer Diagnosetechniken wird ebenfalls entwickelt, um dieses Toolkit zu füllen. Im Frühjahr kündigten Forscher an, dass bestimmte Biomarker im Plasma genau vorhersagen könnten, ob Hochschulsportler eine Gehirnerschütterung erlitten haben. Andere Forschungen legen nahe, dass das Messen von Änderungen der Geschwindigkeit des Blutflusses zum Gehirn Auswirkungen haben könnte. Ein Spucktest, der das genetische Material im Speichel misst, hat vielversprechende Erkenntnisse über die Auswirkungen bei jungen Patienten mit Langzeitsymptomen erbracht. Eine weitere Studie mit Kindern ergab, dass ein Hörtest erfolgreich war.
Ein potenzielles technologisches Element ist ein Headset, das mithilfe von Computermodellen und KI Änderungen der elektrischen Ströme des Gehirns analysiert. Das von BrainScope, einem in Bethesda, Maryland, ansässigen Unternehmen, für den Einsatz an den Außen- und Außenbereichen entwickelte „Gerät zur Beurteilung von Hirnverletzungen“ ist ein Stirnband mit baumelnden Elektroden, das an ein Handgerät angeschlossen wird. In wenigen Minuten wird ein Elektroenzephalogramm-Scan (EEG) durchgeführt, um das Gehirn auf Blutungen zu untersuchen. Das Headset informiert Ärzte darüber, ob ein robusterer CT-Scan erforderlich ist, sagt CEO Michael Singer. Außerdem kann es die kognitive Leistung durch einen Test verfolgen und die Ergebnisse als Perzentil ausdrücken.
Wie die Schutzbrille ist das Headset kein definitiver Test für Gehirnerschütterungen. „Aber wenn Sie mit der Beantwortung dieser ersten Frage beginnen können: Gibt es eine Blutung im Gehirn? Und gibt es dann ein Funktionsproblem? Sie können sich dann für eine Rückkehr ins Feld entscheiden “, sagt Singer.
Ein Großteil dieser neuen Forschungsergebnisse wird vom Verteidigungsministerium, der NFL oder der NCAA finanziert - Organisationen, bei denen Menschen besonders wahrscheinlich unter Gehirnerschütterungen leiden, die durch die Auswirkungen einer Gehirnerschütterung auf ihre Arbeitsleistung beeinträchtigt werden, und die besonders zögern, Symptome einer Gehirnerschütterung zuzugeben. Die Zurückhaltung, Symptome offenzulegen, kann besonders problematisch sein, wenn man bedenkt, dass die traditionelle Gehirnerschütterungsdiagnose weitgehend auf subjektiven Informationen des Patienten beruht und weder Soldaten noch Fußballspieler vom Spielfeld kommen möchten.
"Subjektive Bewertung [von Gehirnerschütterungen] ist tatsächlich am nützlichsten, aber nicht, wenn Leute Sie anlügen", sagt Kim Harmon, Professorin für Sportmedizin an der Universität von Washington und Vorsitzende der Pac-12-Initiative für Gesundheit und Wohlbefinden von Sportlern Tafel.
Wenn Sie nach einer Gehirnerschütterung auf das Feld zurückkehren, kann dies zu längeren Reaktionszeiten, Gleichgewichtsstörungen und einem erhöhten Risiko für langfristige Gesundheitsprobleme wie die degenerative Hirnkrankheit chronische traumatische Enzephalopathie (CTE) führen. Schnellere, genauere und objektivere Gehirnerschütterungsdiagnosen bieten eine Lösung, um die Abhängigkeit von Patientenreaktionen zu verringern.
Der Sänger von BrainScope vergleicht die Beurteilung einer Gehirnerschütterung mit der Beurteilung eines Herzinfarkts. In beiden Fällen muss ein Arzt eine Reihe von Tests untersuchen, die Konzentrationen verschiedener Verbindungen prüfen und die persönliche Vorgeschichte des Patienten berücksichtigen, bevor er zu einer Schlussfolgerung gelangt. Im Falle eines Herzinfarkts müssen sich die Ärzte jedoch nicht auf selbst berichtete Symptome verlassen.
"Was wir haben, ist das Bedürfnis nach objektiven Informationen", sagt Singer. "Das ist der Heilige Gral - etwas zu haben, das nicht gespielt werden kann."
Ärzte sind oft frustriert über die Erwartung, dass die Gehirnerschütterungsdiagnose schnell erfolgen sollte. "Es ist nicht so, dass wir einen Zauberstab über sie schwenken können", sagt Ghajar. "Es gibt kein grünes / rotes Licht."
Das Headset von BrainScope tastet das Gehirn ab, um Änderungen der elektrischen Aktivität zu messen, die auf eine Gehirnerschütterung hindeuten könnten. (BrainScope) Im Gegensatz zu anderen Verletzungen wie ACL-Rissen oder gebrochenen Handgelenken kann es schwierig sein, festzustellen, ob eine Person, die in den Kopf getroffen wurde, überhaupt verletzt ist. Es ist eine knifflige Wissenschaft, festzustellen, ob jemand gerade geläutet hat oder ob sein Gehirn mit genug Kraft in die Seite seines Schädels geschlagen ist, um die Wahrnehmung vorübergehend zu hemmen.
"Einige Menschen haben offensichtliche Anzeichen von Gehirnerschütterungen", sagt Harmon. „Sie können nicht gerade aufstehen oder sagen, was los ist.“ Manche Menschen sind jedoch schwerer zu diagnostizieren, da sie nach einem Schlag auf den Kopf die meisten ihrer Fähigkeiten behalten.
Sogar Experten streiten sich darüber, was genau eine Gehirnerschütterung ausmacht. Ghajar wurde vom Verteidigungsministerium finanziell unterstützt, um eine bessere Definition für „Gehirnerschütterung“ zu finden. In der Zwischenzeit verwenden Forscher den Begriff „Gehirnverletzung“, um Verwirrung zu vermeiden.
"Diese Dinge sind so heterogen", sagt Sandy Wright, eine Gehirnerschütterungsforscherin an der Universität von British Columbia, die untersucht hat, wie Veränderungen der Durchblutung des Gehirns auf eine Gehirnerschütterung hindeuten können. Jede Person kann unterschiedlich von einer Gehirnerschütterung betroffen sein, und jede Gehirnerschütterung kann verschiedene Teile des Gehirns schädigen oder unterschiedliche Symptome hervorrufen.
Die Variabilität der Erschütterungen wirkt sich auch auf die Erholungszeiten aus, so dass es schwierig ist zu wissen, wann ein betroffener Spieler oder Soldat bereit ist, zum Handeln zurückzukehren. "Ich glaube nicht, dass wir jemals einen einzigen Test entwickeln werden, der das A und O sowohl in diagnostischer als auch in prognostischer Hinsicht darstellt", so Wright.
Für Harmon und ihre Kollegen wird der aufregende Teil dieser Forschung nach dem Ende der Fußballsaison stattfinden. Sobald die Spieler ihre Helme aufgelegt haben, sammeln die Forscher alle Daten der neuen Tests, einschließlich der VR-Brille, sowie Informationen zu allen bestätigten Auswirkungen der Saison - die zumeist in der Praxis vorkommen -, um eine Regressionsanalyse durchzuführen. Diese Analyse sollte medizinischen Wissenschaftlern mitteilen, mit welchen Instrumenten sie die Auswirkungen in Echtzeit aktiv identifizieren können.
Es kann sein, dass es nie einen Zauberstab zum Winken gibt, aber mit neuen Technologien wie der Eye-Sync-Brille und dem BrainScope-Headset wächst das Diagnose-Toolkit.
