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Come la realtà virtuale e le scansioni cerebrali della linea laterale potrebbero aiutare a diagnosticare commozioni cerebrali

Nella stagione 2017, i giocatori della NFL hanno subito 291 commozioni cerebrali, il più da quando la lega ha iniziato a condividere i dati nel 2012. Per frenare l'alto tasso di commozioni cerebrali, i responsabili delle regole del calcio a livello professionale e universitario hanno provato di tutto, penalizzando i giocatori per aver colpito con i loro caschi ad aggiungere medici imparziali a bordo campo che possono estrarre i giocatori dal gioco dopo un colpo alla testa.

La sfortunata realtà è che nessuno di questi cambiamenti sembra ridurre con successo il numero di commozioni cerebrali. Parte del problema è che può essere difficile persino determinare se un giocatore è stato colpito o meno, ma forse la nuova tecnologia diagnostica può aiutare.

Mentre la stagione 2018 inizia a pieno ritmo, alcune squadre del college mantengono un nuovo gadget a margine: un paio di occhiali per la realtà virtuale progettati per diagnosticare commozioni cerebrali. La conferenza Pac-12 utilizzerà effettivamente gli occhiali VR in ogni sport. (Il wrestling, non il calcio, ha il più alto tasso di commozione cerebrale, seguito dall'hockey, afferma un articolo sull'American Journal of Sports Medicine.)

Gli occhiali Eye-Sync, realizzati dalla società californiana SyncThink, con sede a Palo Alto, funzionano visualizzando un punto che viaggia in un cerchio grezzo e seguendo gli occhi dell'utente mentre seguono il movimento del punto. Mentre gli occhiali tracciano il movimento degli occhi, il dispositivo sta davvero misurando la capacità del cervello di prevedere il movimento del punto, afferma Jamshid Ghajar, fondatore di SyncThink.

Ghajar, un neurochirurgo di Stanford e presidente della Brain Trauma Foundation, afferma che stava studiando come l'attenzione si collega alla funzione cerebrale quando si rese conto che tutto riguardava il tempismo. “Il tuo cervello è sempre nel passato. Tutto ciò che senti è già successo ", dice. “Quando vedi una palla da tennis, è già passata. Per interagire, devi prevedere o anticipare, quindi hai imparato a prevedere il movimento della palla in modo da poterla colpire. "

Non sorprende che una commozione cerebrale influenzi la capacità del cervello di elaborare le informazioni dagli occhi e prevedere il movimento. Se un atleta viene colpito alla testa o un soldato è troppo vicino a un'esplosione IED, e si esibisce male nel test di tracciamento oculare degli occhiali, è possibile che abbia subito una commozione cerebrale, ma non è garantito.

"I dispositivi non diagnosticano, i medici lo fanno", dice Ghajar. Anche così, se qualcuno lotta con gli occhiali, potrebbe essere una ragione sufficiente per tirarli fuori dal campo. Anche una minuscola compromissione della capacità di prevedere il movimento di un'estremità difensiva o di un guscio mortale potrebbe rivelarsi costosa.

"Ciò di cui abbiamo bisogno è un kit di strumenti: il rilevamento degli occhi potrebbe essere uno degli strumenti", afferma Ghajar.

Una varietà di altre tecniche diagnostiche sono anche in fase di sviluppo per riempire quel toolkit. In primavera, i ricercatori hanno annunciato che alcuni biomarcatori nel plasma potevano prevedere con precisione se gli atleti del college avevano subito una commozione cerebrale. Altre ricerche suggeriscono che misurare i cambiamenti nella velocità del flusso sanguigno al cervello potrebbe identificare commozioni cerebrali. Un test allo spiedo che misura il materiale genetico nella saliva ha mostrato risultati promettenti nell'identificazione di commozioni cerebrali nei giovani pazienti che soffrono di sintomi a lungo termine, e un altro studio con bambini ha riscontrato successo usando un test dell'udito.

Un pezzo di tecnologia con potenziale è un auricolare che utilizza modelli di computer e AI per analizzare i cambiamenti nelle correnti elettriche del cervello. Sviluppato per l'uso a margine e in prima linea da BrainScope, una società con sede a Bethesda, nel Maryland, il "dispositivo di valutazione delle lesioni cerebrali" è una fascia con elettrodi penzolanti che si collega a un dispositivo portatile. In un paio di minuti, esegue una scansione dell'elettroencefalogramma (EEG) per verificare la presenza di sanguinamento nel cervello. L'auricolare informa i medici se è necessaria una scansione TC più robusta, afferma il CEO Michael Singer, e può anche tracciare le prestazioni cognitive attraverso un test ed esprimere i risultati in percentuale.

Come gli occhiali, l'auricolare non è un test definitivo per le commozioni cerebrali. “Ma se puoi iniziare rispondendo a quella prima domanda, c'è un sanguinamento nel cervello? E poi, c'è un problema funzionale? Puoi quindi decidere di tornare al campo ", afferma Singer.

Gran parte di questa nuova ricerca riceve finanziamenti dal Dipartimento della Difesa, dalla NFL o dalla NCAA, organizzazioni in cui le persone sono particolarmente suscettibili a subire commozioni cerebrali, in particolare ostacolate dall'impatto di una commozione cerebrale sulle prestazioni lavorative e in particolare riluttanti ad ammettere i sintomi di una commozione cerebrale. La riluttanza a rivelare i sintomi può essere particolarmente problematica, considerando la tradizionale diagnosi di commozione cerebrale si basa in gran parte su informazioni soggettive fornite dal paziente e né i soldati né i calciatori vogliono uscire dal campo.

"La valutazione soggettiva [delle commozioni cerebrali] è in realtà la più utile, ma non se le persone mentono a te", afferma Kim Harmon, professore di medicina dello sport presso l'Università di Washington e presidente della Pac-12 Student Athlete Health and Well-Initiative Initiative tavola.

Ritornare in campo dopo aver subito una commozione cerebrale può causare tempi di reazione più lenti, compromissione dell'equilibrio e aumento del rischio di problemi di salute a lungo termine come l'encefalopatia traumatica cronica degenerativa del cervello (CTE). Diagnosi di commozione cerebrale più rapide, accurate e obiettive rappresentano una soluzione per mitigare la dipendenza dalle risposte dei pazienti.

BrainScope's Singer confronta la valutazione di una commozione cerebrale con la valutazione di un infarto. In entrambi i casi, un medico deve esaminare una serie di test, controllare i livelli di vari composti e considerare la storia personale del paziente prima di giungere a una conclusione. In caso di infarto, tuttavia, i medici non devono fare molto affidamento sui sintomi riportati da se stessi.

"Quello che abbiamo è la necessità di informazioni obiettive", afferma Singer. "Questo è il Santo Graal: avere qualcosa che non si può giocare."

I medici sono spesso frustrati dall'aspettativa che la diagnosi di commozione cerebrale dovrebbe arrivare rapidamente. "Non è come se potessimo agitare una bacchetta su di loro per dire", dice Ghajar. "Non c'è luce verde / luce rossa."

Le cuffie BrainScope scansionano il cervello per misurare i cambiamenti nell'attività elettrica che potrebbero indicare una commozione cerebrale. Le cuffie BrainScope scansionano il cervello per misurare i cambiamenti nell'attività elettrica che potrebbero indicare una commozione cerebrale. (BrainScope)

A differenza di altre lesioni, come lacrime ACL o polsi rotti, può essere difficile accertare se una persona colpita alla testa è ferita. Determinare se qualcuno ha appena suonato il suo "campanello", o se il suo cervello ha sbattuto contro il lato del cranio con la forza sufficiente per inibire temporaneamente la cognizione, è una scienza complicata.

"Alcune persone hanno evidenti segni di commozione cerebrale", afferma Harmon. "Non possono alzarsi in piedi o dire cosa sta succedendo." Ma alcune persone sono più difficili da diagnosticare, trattenendo la maggior parte delle loro facoltà dopo aver subito un colpo alla testa.

Perfino gli esperti discutono di ciò che costituisce esattamente una commozione cerebrale. Ghajar ha ricevuto finanziamenti dal DoD per aiutare a trovare una migliore definizione di "commozione cerebrale", ma nel frattempo i ricercatori tendono a usare il termine "lesione cerebrale" per evitare confusione.

"Queste cose sono così eterogenee", afferma Sandy Wright, un ricercatore di commozione cerebrale presso l'Università della British Columbia che ha studiato come i cambiamenti nel flusso sanguigno al cervello potrebbero indicare una commozione cerebrale. Ogni persona può essere influenzata in modo diverso da una commozione cerebrale, dice, e ogni commozione cerebrale può danneggiare diverse parti del cervello o produrre sintomi diversi.

La variabilità delle commozioni cerebrali influisce anche sui tempi di recupero, rendendo difficile sapere quando un giocatore o un soldato commoppato è pronto a tornare all'azione. "Non credo che riusciremo mai a mettere a punto un singolo test che sarà il punto di riferimento sia sul lato diagnostico che su quello prognostico delle cose", afferma Wright.

Per Harmon e i suoi colleghi, la parte emozionante di tutte queste ricerche arriverà dopo la fine della stagione calcistica. Una volta che i giocatori hanno appeso i loro caschi, i ricercatori raccoglieranno tutti i dati dei nuovi test, inclusi gli occhiali VR e le informazioni su tutte le commozioni cerebrali confermate della stagione, che si verificano principalmente nella pratica, per eseguire un'analisi di regressione. Tale analisi dovrebbe far sapere agli scienziati medici quali strumenti funzionano per identificare attivamente le commozioni cerebrali in tempo reale.

Potrebbe non esserci mai una bacchetta magica da agitare, ma con nuove tecnologie come gli occhiali Eye-Sync e le cuffie BrainScope, il kit di strumenti diagnostici sta crescendo.

Come la realtà virtuale e le scansioni cerebrali della linea laterale potrebbero aiutare a diagnosticare commozioni cerebrali