Il Virginia Tech Helmet Lab ha pubblicato i primi dati che convalidano la saggezza convenzionale, in uno studio pubblicato nel numero di gennaio degli Annals of Biomedical Engineering.
La ricerca, finanziata da una sovvenzione quinquennale dal National Institute of Neurological Disorders and Stroke del National Institutes of Health, ha dimostrato che le accelerazioni della testa che portano alla commozione cerebrale nei giocatori di calcio giovanile sono inferiori a quelli che tipicamente causano lesioni in liceo, collegiale e atleti professionisti – dati che saranno fondamentali per la progettazione e test di attrezzature protettive.
“Questi sono i primi dati biomeccanici che caratterizzano il rischio di concussione nei bambini”, ha detto Steve Rowson, un professore associato di ingegneria biomedica e meccanica e il direttore del Virginia Tech Helmet Lab. “I bambini non sono solo adulti in scala ridotta: Le differenze nell’anatomia e nella fisiologia, come le proporzioni testa-collo e lo sviluppo del cervello, contribuiscono alle differenze nella tolleranza all’impatto della testa. Questi risultati possono portare a interventi guidati dai dati per ridurre il rischio negli sport giovanili.”
I bambini tra i 9 e i 14 anni costituiscono il più grande gruppo di giocatori di calcio nel paese. Ma la ricerca che cataloga gli impatti della testa sui campi di calcio degli Stati Uniti, e determinare quali sono più probabili causare lesioni, si è concentrata sulla scuola superiore, collegiale e giocatori professionisti, limitando la comprensione di quali condizioni portano alla commozione cerebrale nel calcio giovanile.
Nei giocatori più giovani, le guaine di mielina grassa che aiutano a proteggere le cellule del cervello non sono completamente sviluppate. Essi tendono anche ad avere teste più grandi rispetto ai loro corpi rispetto ai giocatori adulti, con meno muscolatura del collo per aiutare ad assorbire la forza di un impatto. Per tutte queste ragioni, i ricercatori avevano presunto che i giocatori giovani erano più suscettibili di commozione cerebrale. Ma avevano bisogno di dati per dimostrarlo.
Virginia Tech ha studiato gli impatti della testa nel calcio dal 2003, quando Stefan Duma, il professore di ingegneria Harry Wyatt e fondatore del laboratorio di casco, strumentato i caschi indossati dalla squadra di calcio dell’università con sensori per misurare gli impatti della testa.
Da allora, Duma, Rowson e il loro team di ricerca hanno ampliato i loro studi a più sport e una gamma più ampia di gruppi demografici. Hanno studiato i giocatori giovanili da quando hanno vinto questa sovvenzione critica dal NIH nel 2015.
Per lo studio, hanno collaborato con i ricercatori della Brown University e Wake Forest University per monitorare sei diverse squadre di calcio giovanile in Virginia, North Carolina e Rhode Island. Più di 100 giocatori indossavano caschi rivestiti con sensori che hanno misurato l’accelerazione lineare e rotazionale della loro testa durante quattro stagioni di pratiche e giochi, registrando migliaia di impatti. Tutte le commozioni cerebrali sono state diagnosticate da medici in ogni sito; test neuropsicologici prima e dopo ogni stagione misurato la funzione cognitiva dei giocatori.
Il Comitato operativo nazionale sugli standard per attrezzature atletiche, un organismo di standard indipendente che certifica le attrezzature tra cui caschi di calcio, ha fornito ulteriori finanziamenti che hanno contribuito ad accelerare la raccolta dei dati.
Questi dati hanno permesso ai ricercatori di sviluppare una relazione matematica tra la grandezza di un impatto testa e il rischio di concussione. Quello che hanno trovato è che i giocatori giovani sono in media più suscettibili di commozione cerebrale a livelli più bassi di accelerazione che i giocatori di scuola superiore e collegiale sono.
Nei giocatori di scuola superiore e college, l’impatto concussivo medio è associato a un’accelerazione della testa intorno a 102 g, con valori simili per gli atleti professionisti. Nei giocatori giovanili, il nuovo studio ha trovato, l’impatto concussivo medio è stato associato a un’accelerazione della testa di soli 62 g. I valori di accelerazione rotazionale associati alla commozione cerebrale sono stati ridotti in modo simile, da 4.412 rad/s2 negli adulti a 2.609 rad/s2 nei giocatori giovanili.
“Questi numeri dimostrano per la prima volta che i giocatori giovanili sono a più alto rischio di lesioni a basse accelerazioni della testa”, ha detto Duma, “ma è importante notare che l’esposizione complessiva all’accelerazione della testa nel calcio giovanile è molto inferiore rispetto al calcio per adulti.”
Nonostante questa maggiore suscettibilità, le commozioni cerebrali nel calcio giovanile sono relativamente rare: i giocatori più giovani e più leggeri si scontrano con meno forza rispetto agli atleti adulti, quindi è meno probabile che sbattano il loro cervello abbastanza da causare lesioni gravi.
Ma come con qualsiasi sport, c’è ancora un rischio di lesioni. Quindi un equipaggiamento protettivo efficace è fondamentale – e questo è il valore pratico di questo studio, ha spiegato Duma. Conoscere i livelli di accelerazione che mettono i giovani giocatori a rischio di commozione cerebrale fornisce un punto di riferimento da utilizzare per il test del casco.
All’inizio di quest’anno, l’Helmet Lab ha rilasciato le prime valutazioni del casco da calcio specifiche per i giovani, valutando i caschi con test di laboratorio basati sui loro dati sul campo.
“Nessuno era mai venuto fuori con un sistema di valutazione su misura per caschi giovanili, in parte perché i dati non esistevano”, ha detto Duma, che dirige anche l’Istituto di tecnologia critica e scienze applicate dell’università. “Ora possiamo valutare i caschi in base ai rischi reali che i giovani giocatori sperimentano, e le aziende possono utilizzare queste informazioni per progettare modelli specifici per questo grande gruppo di giocatori”.