Магнитные шлемы защитят мозг от ударов в опасных видах спорта

Черепно-мозговая травма приводит к физическим, психологическим и когнитивным повреждениям.

Фото Wikimedia Commons.

Американский футбол – жёсткая игра. У спортсменов ежегодно регистрируются сотни тысяч случаев сотрясения мозга. Подсчитано, что игрок Национальной футбольной лиги (NFL) за сезон в среднем получает около 600 ударов по шлемус силой от 20 до 150g (сотрясение мозга способен вызвать удар в 100g и более).

Традиционная защита помогает сохранить череп целым, но не спасает от сотрясения, поскольку мозг буквально плавает в ванне из спинномозговой жидкости. Этот амортизирующий слой способен поглотить лёгкие удары, но более сильные заставляют мозг отскакивать рикошетом от стенок черепа, что приводит к повреждению его клеток.

Последствия сотрясений мозга могут быть как временными, например, потеря светочувствительности или частые головокружения на протяжении нескольких недель, так и долгосрочными. В частности, при регулярных травмах у человека может развиваться такое дегенеративное заболевание мозга, как хроническая травматическая энцефалопатия. Более того, у 96% бывших игроков NFL оно было выявлено при вскрытии после смерти.

Год назад заядлому футбольному болельщику Раймонду Колелло (Raymond Colello), который по совместительству является нейробиологом в Институте Содружества Виргинии, пришла в голову интересная мысль. На ежегодной конференции Neuroscience учёный сообщил, что во время одного из матчей, который он смотрел по телевизору, игрока пришлось унести с поля из-за полученного сотрясения мозга. Сокрушаясь о том, что этот досадный инцидент может разрушить всю игру, Раймонд пошёл к холодильнику за пивом.

Развешенные на дверце магниты натолкнули его на мысль о том, что магнитную силу можно использовать и для защиты спортсменов от сотрясений мозга. Идея проста: встроенные в шлем магниты, настроенные определённым образом, отталкиваясь друг от друга, будут снижать силу удара при столкновении игроков во время напряжённого матча. В итоге, вероятность сотрясения мозга должна существенно снизиться.

Черепно-мозговая травма приводит к физическим, психологическим и когнитивным повреждениям.

Колелло предложил располагать в лобовой и боковых частях шлема внутренние магнитные вставки из редкоземельного элемента – неодима. Этот материал лёгкий, но, тем не менее, неодимовые магниты весом около 0,5 кг отталкиваются с силой, эквивалентной 150 килограммам. Для эффективной защиты магниты должны точно повторять форму шлема, иначе их полярность можетпоменяется, и вместо отталкивания игроки будут притягиваться друг к другу головами.

Исследователь изготовил опытные образцы шлемов и провёл стандартное испытание на прочность. Он бросал шлемы весом 4,5 килограмма с вмонтированными магнитами одной полярности друг на друга с разной высоты и измерял силу столкновения.

Колелло обнаружил, что при прямом столкновении магниты снижают силу удара в 140g до 88g, что может существенно снизить риск сотрясения в реальной обстановке. Правда, во время футбольного матча игроки чаще всего сталкиваются лбами по касательной, в результате чего мозг в буквальном смысле закручиваетсявнутри черепа.

Чтобы найти способ эффективно бороться с такими травмами при помощи магнитов учёный планирует экипировать в свои шлемы манекенов, которые обычно используют при краш-тестах автомобилей.

Существует риск, что магнитные шлемы в такой ситуации могут защитить от сотрясения, но спровоцируют травму шеи и спинного мозга. Однако если опасения не подтвердятся, уже через полгода могут начаться испытания с участием настоящих спортсменов. Сколько будет стоит такой инновационный шлем, в случае если он получит одобрение к использованию, пока сказать сложно.

К сожалению, конструкция магнитных шлемов не обеспечивает дополнительную защиту от удара коленом или при падении на землю. Для этого пришлось бы намагничивать всю форму и размещать магниты под газоном стадиона.