Come neurologo, Robert Knight ha visto cosa succede quando il cervello si schianta violentemente all'interno del cranio. Ed è consapevole delle conseguenze spesso tragiche.

Durante i suoi 40 anni come ricercatore accademico e medico, l'Università della California, Berkeley, professore di psicologia e neuroscienze ha conosciuto studenti e amici le cui vite e carriere sono state deragliate da ferite alla testa dovute a incidenti in bicicletta e in macchina. Ha tra le mani il cervello distrutto da colpi accidentali alla testa.

Non sorprendentemente, fa una smorfia quando immagina i suoi giovani nipoti cadere da una bicicletta e sbattere la testa.

Così, Knight ha inventato un elmo migliore, uno con un'imbottitura più efficace per attutire gli effetti di un colpo diretto, ma soprattutto, un innovativo guscio esterno che ruota per assorbire le forze di torsione che i caschi di oggi non proteggono.

Il suo design è abbastanza flessibile da fornire protezione ai giocatori di football e hockey, che ricevono i colpi più gravi e frequenti alla testa, così come alla polizia, soldati, snowboarder e chiunque indossi casco o elmetto. E sì, ciclisti, pure.

La maggior parte delle persone pensa che una commozione cerebrale, un livido al cervello, sia il tipo di trauma più pericoloso, ma un movimento di torsione è altrettanto brutto, perché può strappare le fibre cerebrali. Mentre i robusti uomini di linea sviluppano colli forti che possono sopportare una quantità limitata di coppia, i bambini e gli adolescenti, compresa la maggior parte dei giocatori di football delle scuole superiori, non lo fanno.

"Un impatto lineare diretto alla testa non va certo bene, ma in più, ci sono forze rotazionali che torcono il cervello. È come nel pugilato, dove arriva un pugno circolare, la testa gira, e sono fuori, " Knight ha detto. "Questo perché il cervello non è progettato per prendere la rotazione; si finisce con il danneggiamento delle fibre di collegamento critiche nel cervello".

BrainGuard

Otto anni fa, ha fondato una società, BrainGuard, per sviluppare il nuovo design del casco e attirare l'interesse dei principali produttori di caschi. Finora, lui e la sua squadra di quattro persone hanno prodotto un prototipo di calcio, hockey, baseball, bicicletta, motociclo, sport utility e caschi per sport sulla neve.

"Perché sono un neurologo, Vorrei vedere qualcosa là fuori che migliora la qualità della vita delle persone diminuendo le lesioni cerebrali traumatiche e i suoi effetti risultanti sul cervello e sulla funzione emotiva, cognitiva e comportamentale, " disse Cavaliere, ex capo dell'Helen Wills Neuroscience Institute dell'UC Berkeley. "Questa è la mia speranza."

Responsabile delle attrezzature per il calcio dell'UC Berkeley, Tim Feaster, prima provato sul casco un anno fa, quando era assistente responsabile delle attrezzature con gli Oakland Raiders, e successivamente ha aiutato Knight a farlo entrare nella testa di un paio di giocatori di Cal, a chi è piaciuto, disse Festino.

"Penso che la tecnologia sia incredibilmente affascinante, " Egli ha detto, aggiungendo che offrirà "assolutamente" il casco da football alla sua squadra una volta certificato. "Non ho mai visto niente di simile:un guscio esterno che si muove sopra il guscio interno mi intrigava. Era così fantasioso, aveva senso il modo in cui si muoveva. Ho pensato che potessero davvero avere qualcosa qui".

Feaster ha ammesso che la scelta del casco da parte di un giocatore - attualmente i giocatori di football Cal possono scegliere tra più di 15 stili di quattro produttori - spesso riguarda più l'estetica che la sicurezza. E la commozione cerebrale è la preoccupazione principale.

"Ma io sono tutto per convincere i ragazzi a provarlo almeno, se ci credo, " ha detto. "In ogni caso una nuova tecnologia può almeno limitare il danno, Sono tutto d'accordo".

trauma cranico, la principale causa di morte e disabilità al mondo

Knight cita cifre sorprendenti sull'entità del trauma cranico (TBI) negli Stati Uniti. I Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie hanno monitorato 2,9 milioni di americani affetti da trauma cranico nel 2014, principalmente da cadute e incidenti stradali. Mentre la maggior parte delle lesioni erano lievi commozioni cerebrali, il totale comprendeva 288, 000 ricoveri e 57, 000 morti. L'Organizzazione Mondiale della Sanità stima che quest'anno il trauma cranico sarà la principale causa di morte e disabilità nel mondo.

Ancora, queste cifre non tengono conto di molte commozioni cerebrali legate allo sport che non si traducono in una visita al pronto soccorso ma costringono un giocatore a saltare il resto della partita. Il Brain Injury Research Institute stima che fossero 135, 000 commozioni cerebrali legate allo sport in individui di età compresa tra 5 e 18 anni tra il 2001 e il 2005. Mentre i sintomi di commozione cerebrale (mal di testa, nausea, fatica, confusione o problemi di memoria, disturbi del sonno e cambiamenti di umore, in genere scompaiono, l'effetto cumulativo di lievi commozioni cerebrali ripetute potrebbe essere grave.

"La maggior parte delle persone pensa che l'interno del cranio sia un bel contenitore liscio, come un guscio d'uovo, tenendo il prezioso cervello, " ha detto. "Non è vero. L'interno del cranio è pieno di tutti i tipi di creste ossee che possono essere piuttosto distruttive, simile a se ti colpissi al braccio, e ti fai un livido. Ma se ti ammacca il cervello, il sangue dà il via a una cascata di reazioni che in realtà uccidono le cellule cerebrali".

Quando i lividi si verificano ancora e ancora, anche senza commozione, una persona può contrarre l'encefalopatia traumatica cronica (CTE), una condizione che ha suscitato polemiche negli ultimi dieci anni ed è stata oggetto del film Concussion del 2015 con Will Smith.

Soprattutto nei guardalinee di calcio, CTE ha portato a un'epidemia di demenza precoce, alterazioni dell'umore e persino suicidi tra i giocatori professionisti in pensione. In uno studio su 202 ex calciatori i cui cervelli sono stati donati dopo la morte, 3 di 14, o il 21% di quelli che avevano giocato solo alle superiori, ha mostrato evidenza di CTE. Di quelli che giocavano a calcio al college, 48 di 53, o 91%, aveva CTE. Di giocatori della NFL (National Football League), 110 su 111 avevano CTE.

"Questo è il grande gorilla nella stanza per la NFL e la NHL (National Hockey League), " disse Cavaliere.

Ancora, mentre le contusioni e i coaguli di sangue nel cervello sono un grosso problema, altrettanto dannose sono le lacrime che si verificano quando le fibre cerebrali vengono strappate e attorcigliate.

"Il cervello opera tramite una cellula che invia sulla sua fibra di collegamento attraverso un assone per segnalare un'altra cellula, " ha detto. "Quando si ottengono queste complesse forze di torsione e rotazione, ottieni compressione, tensione e taglio, e puoi effettivamente danneggiare e strappare meccanicamente le tue fibre di collegamento.

I migliori caschi oggi, compresi quelli utilizzati dalla NFL, includere un'imbottitura che fa un lavoro decente assorbendo l'energia da una collisione diretta alla testa e impedendo che tutta la forza del colpo raggiunga il cervello. Ma non tengono conto dei colpi che scattano e ruotano la testa. Il guscio esterno del casco da football di Knight è in grado di ruotare di circa un pollice rispetto al guscio interno, che è legato alla testa; questo assorbe la coppia pericolosa che può causare danni cerebrali permanenti. Caschi più sferici, come quelli per bici e snowboard, potrebbe ruotare di circa un pollice e mezzo, assorbendo ancora più energia rotazionale, Egli ha detto.

Per consentire questa rotazione del casco, Knight inserisce montanti in plastica compatta tra il guscio interno ed esterno. I montanti consentono al guscio esterno di scorrere rispetto al guscio interno legato alla testa, essenzialmente un ammortizzatore rotazionale.

Il retrofit dei caschi di oggi

Cavaliere e CTO di BrainGuard Ram Gurumoorthy, che ha un dottorato di ricerca a Berkeley. in ingegneria, dicono che il loro design non aggiunge peso o spessore extra a un casco da football, e che molti modelli di caschi oggi potrebbero essere adattati aggiungendo la nuova calotta esterna e i montanti. Il design, che comprende anche un accendino, maschera facciale in fibra di carbonio, può essere adattato a qualsiasi sport o ricreazione:arrampicata, sport fuoristrada e fuoristrada, così come il baseball, lacrosse, rugby e pallanuoto, uno degli sport più pericolosi per le commozioni cerebrali. La stessa calotta interna con calotta esterna intercambiabile funziona anche per elmetti industriali e per elmetti per vigili del fuoco e militari.

"La bellezza del casco è che è una piattaforma modulare, il che significa che le interiora - l'interno attaccato alla testa - rimangono le stesse o del tutto simili, e solo il guscio esterno può cambiare, a seconda dello sport, " disse Cavaliere.

Il casco da football di BrainGuard ha superato il processo di certificazione del Comitato operativo nazionale sugli standard per le attrezzature atletiche a novembre, il che ora significa che l'azienda di Knight può offrirlo al liceo, college e team di professionisti una volta che un sistema di produzione è stato impostato. Sta allestendo una piccola linea di produzione per produrre circa 1, 000 caschi da football—abbastanza per testare il design con alcune squadre di licei e college—e alla ricerca di soldi da parte degli investitori per pagare stampi a iniezione e linee di produzione per biciclette, caschi da moto e da neve.

"Voglio sottolineare che i caschi da calcio oggi sul mercato sono efficaci. Quello che stiamo cercando di fare è renderli più efficaci, " disse Cavaliere.

Nel garage della loro azienda in un parco industriale a Point Richmond, California, Knight e Gurumoorthy hanno costruito una macchina di prova per caschi all'avanguardia per confrontare BrainGuard con i caschi commerciali. Knight afferma che il nuovo design è dal 25 al 50 percento migliore di qualsiasi altro sul mercato, in termini di forze di rotazione di smorzamento. Il loro design è particolarmente efficace per i colpi frontali che contribuiscono al CTE, che inizia nel lobo frontale, Cavaliere ha detto.

"Il nostro casco può ridurre la forza di rotazione fino alla metà, ma non lo elimini. Questa non è una panacea; stiamo riducendo l'influenza dei colpi alla testa, " Egli ha detto.

Mezzi più efficaci per ridurre le lesioni traumatiche alla testa sarebbero vietare il tackle football per i bambini di età inferiore ai 13 anni - molti giocano nei campionati Pop Warner Little Scholars Inc. - e cambiare il modo in cui i giocatori più anziani usano la testa durante l'allenamento e il gioco. A meno che gli sport di contatto non siano vietati, che è improbabile, un casco migliore ridurrà almeno il numero di traumi, il danno da subconcussions ripetute e le possibilità di sviluppare CTE.

La più grande paura di Knight è che caschi migliori incoraggino comportamenti più violenti e pericolosi.

"Sono molto preoccupato che se metti fuori un casco di riduzione della forza migliore, le persone non presteranno attenzione ad altre cose che dovrebbero fare per ridurre la forza alla testa, come ridurre o eliminare il contatto casco-casco, " ha detto. "Il mio sogno è che un giorno, mia nipote di 8 anni indosserà un casco da bici ben progettato, così l'unica volta che cade dalla bici, avrà una drastica diminuzione delle possibilità che subisca una grave lesione cerebrale".