Le Virginia Tech Helmet Lab a publié les premières données validant cette idée reçue, dans une étude publiée dans le numéro de janvier des Annals of Biomedical Engineering.

La recherche, financée par une subvention de cinq ans de l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux des Instituts nationaux de la santé, a démontré que les accélérations de la tête menant à une commotion cérébrale chez les jeunes joueurs de football sont inférieures à celles qui causent généralement des blessures chez les athlètes de niveau secondaire, collégial et professionnel — des données qui seront essentielles pour concevoir et tester les équipements de protection.

« Ce sont les premières données biomécaniques caractérisant le risque de commotion chez les enfants », a déclaré Steve Rowson, professeur associé d’ingénierie biomédicale et de mécanique et directeur du Virginia Tech Helmet Lab. « Les enfants ne sont pas de simples adultes à échelle réduite : Les différences anatomiques et physiologiques, comme les proportions tête-cou et le développement du cerveau, contribuent aux différences de tolérance à l’impact sur la tête. Ces résultats peuvent conduire à des interventions fondées sur des données pour réduire les risques dans les sports de jeunes. »

Les enfants âgés de 9 à 14 ans constituent le plus grand groupe de joueurs de football du pays. Mais la recherche cataloguant les impacts de tête sur les terrains de football américains, et déterminant ceux qui sont les plus susceptibles de causer des blessures, s’est concentrée sur les joueurs de lycée, de collège et de pro, limitant la compréhension des conditions qui conduisent à une commotion cérébrale dans le football des jeunes.

Chez les jeunes joueurs, les gaines de myéline grasse qui aident à protéger les cellules du cerveau ne se sont pas complètement développées. Ils ont également tendance à avoir une tête plus grosse par rapport à leur corps que les joueurs adultes, avec une musculature du cou moins importante pour aider à absorber la force d’un impact. Pour toutes ces raisons, les chercheurs avaient présumé que les jeunes joueurs étaient plus susceptibles de subir une commotion cérébrale. Mais ils avaient besoin de données pour le prouver.

Virginia Tech étudie les impacts à la tête dans le football depuis 2003, lorsque Stefan Duma, le professeur d’ingénierie Harry Wyatt et fondateur du Helmet Lab, a instrumenté les casques portés par l’équipe universitaire de football avec des capteurs pour mesurer les impacts à la tête.

Depuis lors, Duma, Rowson et leur équipe de recherche ont étendu leurs études à davantage de sports et à un plus large éventail de groupes démographiques. Ils étudient les jeunes joueurs depuis qu’ils ont obtenu cette subvention essentielle du NIH en 2015.

Pour l’étude, ils se sont associés à des chercheurs de l’Université Brown et de l’Université Wake Forest pour suivre six équipes de football de jeunes différentes en Virginie, en Caroline du Nord et à Rhode Island. Plus de 100 joueurs portaient des casques garnis de capteurs qui mesuraient l’accélération linéaire et rotationnelle de leur tête pendant quatre saisons d’entraînements et de matchs, enregistrant des milliers d’impacts. Toutes les commotions ont été diagnostiquées par des cliniciens sur chaque site ; des tests neuropsychologiques avant et après chaque saison ont mesuré la fonction cognitive des joueurs.

Le National Operating Committee on Standards for Athletic Equipment, un organisme de normalisation indépendant qui certifie les équipements, notamment les casques de football, a fourni un financement supplémentaire qui a permis d’accélérer la collecte des données.

Ces données ont permis aux chercheurs de développer une relation mathématique entre l’ampleur d’un impact sur la tête et le risque de commotion. Ce qu’ils ont découvert, c’est que les jeunes joueurs sont en moyenne plus susceptibles de subir une commotion cérébrale à des niveaux d’accélération plus faibles que les joueurs de lycée et de collège.

Chez les joueurs de lycée et de collège, l’impact concussif moyen est associé à une accélération de la tête autour de 102 g, avec des valeurs similaires pour les athlètes professionnels. Chez les jeunes joueurs, la nouvelle étude a révélé que l’impact moyen avec commotion était associé à une accélération de la tête de seulement 62 g. Les valeurs d’accélération rotationnelle associées à la commotion étaient réduites de manière similaire, passant de 4 412 rad/s2 chez les adultes à 2 609 rad/s2 chez les jeunes joueurs.

« Ces chiffres prouvent pour la première fois que les jeunes joueurs ont un risque plus élevé de blessure à des accélérations de la tête plus faibles », a déclaré Duma, « mais il est important de noter que l’exposition globale à l’accélération de la tête dans le football des jeunes est beaucoup plus faible que dans le football des adultes. »

Malgré cette susceptibilité accrue, les commotions cérébrales dans le football des jeunes sont relativement rares : les joueurs plus jeunes et plus légers se heurtent avec moins de force que les athlètes adultes, ils sont donc moins susceptibles de se bousculer le cerveau suffisamment pour causer des blessures graves.

Mais comme dans tout sport, il y a toujours un risque de blessure. Un équipement de protection efficace est donc essentiel – et c’est la valeur pratique de cette étude, a expliqué M. Duma. Connaître les niveaux d’accélération qui exposent les jeunes joueurs au risque de commotion cérébrale fournit un point de référence à utiliser pour tester les casques.

En début d’année, le Helmet Lab a publié les premiers classements de casques de football spécifiques aux jeunes de l’industrie, évaluant les casques avec des tests de laboratoire basés sur leurs données sur le terrain.

« Personne n’avait jamais proposé un système de classement adapté aux casques des jeunes, en partie parce que les données n’existaient pas », a déclaré Duma, qui dirige également l’Institut de technologie critique et de sciences appliquées de l’université. « Désormais, nous pouvons évaluer les casques en fonction des risques réels encourus par les jeunes joueurs, et les entreprises peuvent utiliser ces informations pour concevoir des modèles spécifiquement destinés à ce grand groupe de joueurs. »