Können die Gehirnerschütterung der Magneten In der Football-Helm reduzieren?

- Nov 19, 2014-

Washington District Of Columbia Fußball war schon immer eine anstrengende körperliche Übung. In den 50er des letzten Jahrhunderts gelöscht, wenn hart, Polycarbonat-Schale statt Leder Fußball Helme, ähnliche Todesfälle das Spiel. Aber Tausende von Fußball, die im Zusammenhang mit Gehirn Gehirnerschütterung und findet jedes Jahr. Nun, ein Forscher versucht, senken Sie den Kopf vor der Kollision-Kopf mit der Abstoßung Kraft der Magneten.

Die Idee ist alles andere als bereit für die Fußballfeld. Es wird im Labor mit Maschinen jetzt getestet. Aber ein Helm Experte sagt, dass die Strategie erstrebenswertes angesichts der Schwere des Problems.

Die durchschnittliche NFL Spieler nimmt mehr als 600 Helm trifft eine Saison von 20 g von Gewalt bis hin zu mehr als 150. (Als Referenz, Ihre durchschnittliche Achterbahn ausreiten Tops bei 5 g) Es dauert in der Regel etwa 100 g eine Gehirnerschütterung verursacht. Standard, hartschaligen Helme den Schädel intakt halten, aber sie können nicht unbedingt verhindern, dass Gehirnerschütterungen, weil das Gehirn im Wesentlichen in einem Bad aus Liquor cerebrospinalis schwimmt. Die Flüssigkeit absorbiert die Auswirkungen der leichte Schläge, aber große Hits können das Gehirn abprallen von den Wänden des Schädels, schädliche Zellen im ganzen Gehirn senden. Die Wirkung können sofort sein — Wooziness und Lichtempfindlichkeit für Wochen, z. B. — und langfristige; zu viele Gehirnerschütterungen können zu einer degenerativen Gehirnerkrankungen genannt chronische traumatische Enzephalopathie (WAK) später im Leben führen.  In der Tat ist CTE in 96 % der ehemalige NFL-Spieler untersucht posthum gefunden worden.

Ein Jahr vor, begeisterter Fußballfan Raymond Colello Wes Welker, Wide Receiver für die Denver Broncos, sah runter mit dem zweiten Spiel-Ende-Gehirnerschütterung seiner Karriere. "Ich begann, beklagt die Tatsache, dass Gehirnerschütterungen und Fußball selbst letztlich zerstören können", sagte Colello, Neurowissenschaftler an der Virginia Commonwealth University in Richmond, auf einer Tagung hier am Samstag bei der Gesellschaft für Neurowissenschaften's annual Conference. "Und an diesem Punkt wie alle Menschen, die am Sonntag Fußball gucken, ich ging zu meinem Kühlschrank noch ein Bier."

Starrte auf die Dekoration der Kühlschranktür Magnete, er hatte eine Idee: Was, wenn man solche Objekte in Helme? "Sie brauchen eine Art Kraftfeld um diese Jungs", erinnert er sich denken. "Vielleicht eine abstoßende Kraft möglicherweise funktionieren würde."

60 % der Gehirnerschütterungen im Fußball werden etwa durch direkten Kollisionen verursacht. Das Material jetzt gepackt in traditionellen Helme reduziert Kommotio krümmen und so etwas von der Energie nach einer Kollision. Nach Colello, Magnete die Impact-Zone über die harte Schale der Spieler Helme, die Kollision verlangsamen, bevor es auftritt, wodurch die gesamte g-Kraft, die ein Spieler Erfahrungen erweitern könnte — wie Bremsen auf einem Auto. Wenn ein Fahrer schlägt beim Bremsen nur bevor es zerschlägt, gegen eine Wand, die Auswirkungen werden immer noch auftreten, aber mit einer niedrigeren Geschwindigkeit, verringern die g-Kräfte, die der Fahrer erfährt.

Colello möchte handtellergroße Magnet Einfügungen von Seltenerd-Element Neodym, in Front und Seiten von Helmen zu hinzufügen. Die herausnehmbare Einsätze folgen die Krümmung des Helmes, so Spieler versehentlich das Feld können nicht mit den falschen Pol mit Blick nach außen schlagen. Nach Colello konnte sie den Preis pro Helm von weniger als $100 erhöhen.

Neodym-Magnete sind sehr leicht, aber sie haben noch ein abstoßende Kraft-Gewichts-Verhältnis von 300: 1; 1 Pfund (0.45 Kilogramm) Magnet konnte mindestens 300 Pfund (136 Kilogramm) von Gewalt abzuwehren. Auf die Hälfte bis drei Viertel der ein Pfund jedes wöge Colello des Magnet-Einsätze. Er testete die Magnete mit einem standard-Drop-Test — die gleichen Test-Helm-Herstellern verwenden, um Helm Stärke auszuwerten. Er 10-Pfund (4,5 kg) Gewichte die Magnete an, sank ein Gewicht von verschiedenen Höhen, und die g-Force am Ort der Wirkung mit dem zweiten, stationäre Gewicht gemessen.

Colello festgestellt, dass die Magnete 140-g-Hits bis zu 88 g verringern könnte – eine volle 8 g niedriger als normale Helme ist — und 40 g bis auf eine bloße 3. Die Reduzierung der Kollisionen mit niedrigen g-Kräfte ist genauso wichtig, sagt er, angesichts der Tatsache, dass wiederholt subconcussive Hits summieren sich im Laufe der Zeit und senken Sie die Schwelle für eine Gehirnerschütterung, bis ein relativ milder Schlag ausreicht, um die unverhältnismäßig viel Schaden verursachen können.

Die standard-Falltest ist eine gute Näherung linear Kräfte oder direkte Treffer, aber auf dem Feld die meisten Treffer sind nicht frontal. Indirekte Hits produzieren rotatorischen Kräfte, die senden das Gehirn Verdrehen in den Schädel, der noch mehr Schaden zufügen kann. "Wir haben wirklich zu betrachten, lineare Kräfte, oder direkte Treffer, sowie rotatorische Kräfte", sagte Colello nach der Präsentation.

Um das zu tun, er plant, zwei Humanetics Hybrid II Headforms senden (gelesen: crash Test Dummies) ausgestattet mit magnetisierten Helme und Beschleunigungssensoren, vagabundierenden unten ein Zip-Linie gegenüber liegen. Überwachen Sie, was passiert, wenn die Crashtest Dummies zu erfüllen, kann Colello sicher sein, dass die Magnete nur lineare Kräfte mit rotatorischen zu ersetzen sind nicht. "Wir wollen nicht, Gehirnerschütterungen mit Rückenmarksverletzungen zu handeln", sagt er.

Die Magnete würde ergänzen, anstatt zu ersetzen, aktuelle Technologien zur Kraft in Helme, nach Colello, wer plant, die Zip-Line-Tests bis Ende des Jahres beginnen, und wenn die Daten herrschen, fahren mit menschlichen Tests in nur 6 Monaten.

"Die besten Helme sind jetzt ungefähr so gut wie sie wollen,", sagt Stefan Duma, ein Ingenieur für Biomedizin am Virginia Polytechnic Institute and State University in Blacksburg. "Um großen Fortschritte machen wir wirst außerhalb-the-Box denken brauchen. [Colello] Technologie, in der Theorie erweitert die Auswirkungen außerhalb des Helms. Es gibt Ihnen eine längere Laufzeit [kungen]", sagt Duma, das fünf-Sterne-Bewertungssystem für handelsübliche Helme erstellt.

Dennoch gibt es einige Herausforderungen zu Adresse, bevor die Helme, das Spielfeld, Duma warnt erreichen. Die Magnete werden nicht gut sein, wenn ein Spieler den Kopf mit einem Knie, eine Schulter oder dem Boden kollidiert. Und um in einem sportlichen Kollisionen zu helfen, hat die Technologie allgemein angenommen werden. "Es muss von allen umgesetzt werden. Sie nur eine Mannschaft, die es nicht haben können,"sagt Colello. "Ich meine, können Sie sicherlich, aber es wird nicht gar keinen Effekt haben."

Posted in Gehirn & Verhalten, Technologie
Source:sciencemag.org

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