Archivo - Joven es golpeado en la cabeza con un balón. - PEOPLEIMAGES/ISTOCK - Archivo
MADRID, 10 Nov. (EUROPA PRESS) -
La comprensión actual de las fuerzas que provocan las conmociones cerebrales podría ser errónea, según una nueva investigación realizada por científicos de Stanford Medicine (Estados Unidos).
Su nuevo estudio, que se publica en 'Annals of Biomedical Engineering', analizó datos de protectores bucales con sensores de movimiento usados por atletas en siete deportes diferentes y descubrió que el movimiento rectilíneo de la cabeza, medido por la aceleración lineal, predice mejor las conmociones cerebrales que el movimiento de giro de la cabeza, medido por la aceleración rotacional.
La aceleración lineal tiende a predominar cuando una fuerza de impacto se dirige al centro de masa de la cabeza. En las artes marciales mixtas, podría tratarse de un golpe entre los ojos; en el lacrosse, un golpe con el palo en el costado de la cabeza; y en el fútbol americano, una colisión en la parte superior de la cabeza al agacharla, o una caída hacia atrás con la cabeza golpeando el suelo.
Los nuevos hallazgos dan un vuelco a casi 85 años de dogma en este campo, que sostenía que el movimiento rotacional era la principal causa de las conmociones cerebrales. Si se confirman con estudios posteriores, estos resultados podrían tener implicaciones para el diseño de cascos y las normas de seguridad en el deporte.
"La aceleración lineal no solo predice la conmoción cerebral, sino que el umbral es más bajo de lo que se pensaba anteriormente en términos de los niveles que se consideran peligrosos", describe Jessica Towns, estudiante de posgrado en bioingeniería y autora principal del estudio.
La teoría predominante sobre la biomecánica de las lesiones craneales se remonta a los trabajos del físico escocés AHS Holbourn durante la Segunda Guerra Mundial. Holbourn propuso que los impactos que provocan la rotación de la cabeza, como un gancho al mentón en el boxeo, son particularmente dañinos para el cerebro debido al cizallamiento: el estiramiento y la tensión que sufre el cerebro al girar a diferentes velocidades distintas las diferentes partes de este órgano, pesado pero gelatinoso. El movimiento lineal no produce cizallamiento y se consideraba menos peligroso. En las décadas siguientes, algunos estudios con animales parecieron confirmar lo que se conoció como la hipótesis de Holbourn. Y hoy en día, el sistema de clasificación más utilizado para cascos en una amplia gama de deportes prioriza la reducción de la aceleración rotacional.
"El razonamiento de Holbourn se basaba únicamente en la mecánica; no en la biología", agrega David Camarillo, doctor en bioingeniería, profesor asociado en las facultades de medicina e ingeniería y autor principal del estudio.
Hasta hace poco, era difícil obtener mediciones fiables de los impactos en la cabeza en humanos. "Los únicos datos disponibles provenían de los sistemas de sensores instalados en el casco", señala Camarillo. "El problema con el casco es que se mueve mucho en la cabeza, por lo que no proporciona una medición directa de la misma".
Durante más de una década, el laboratorio de Camarillo ha contribuido al desarrollo de tecnología de detección de movimiento que puede incorporarse a los protectores bucales, permitiendo una captura más precisa del movimiento de la cabeza.
El nuevo estudio analiza el conjunto de datos sobre protectores bucales más amplio y diverso hasta la fecha, que incluye a 203 atletas, tanto hombres como mujeres, de siete deportes, desde lacrosse hasta artes marciales mixtas y fútbol americano. Incluye 47 impactos que provocaron conmociones cerebrales y 3.804 impactos que no las provocaron. (Los impactos fueron grabados en vídeo y la conmoción cerebral se determinó mediante la intervención del personal médico presente en el lugar o mediante la revisión posterior del vídeo para detectar signos visuales de lesión, como desorientación o alteración del equilibrio).
EL IMPACTO LINEAL PREDICE MEJOR EL RIESGO DE CONMOCIÓN
Cuando el equipo se propuso determinar las fuerzas que contribuyen a las conmociones cerebrales utilizando los nuevos datos, esperaban confirmar la hipótesis de Holbourn. "Pero encontramos lo contrario", advierte Towns. "Descubrimos que el movimiento lineal de la cabeza era más predictivo de una conmoción cerebral que el movimiento rotacional de la cabeza".
En concreto, en su modelo matemático, los investigadores descubrieron que la aceleración lineal máxima era el factor predictivo más importante para determinar si un impacto provocaría una conmoción cerebral. Añadir la aceleración rotacional máxima no mejoró el modelo, pero la inclusión de una variable relacionada, la velocidad rotacional máxima, sí mejoró ligeramente su precisión.
Esto podría deberse a la corta duración de los impactos en el estudio, según los investigadores. En impactos más prolongados, como el latigazo cervical, la aceleración rotacional, que es el cambio en la velocidad rotacional a lo largo del tiempo, podría ser un factor más significativo).
En la vida real, casi todas las colisiones provocan movimientos de cabeza tanto lineales como rotacionales, explica Camarillo. Señala que los nuevos hallazgos no implican que el movimiento rotacional no sea perjudicial, sino simplemente que predice con menor precisión las conmociones cerebrales que el movimiento lineal. Es posible que los impactos incluidos en el estudio tendieran a presentar un mayor movimiento lineal que rotacional.
Los resultados sugieren que las directrices de seguridad para los cascos, desde el fútbol hasta el ciclismo, podrían estar subestimando el riesgo de aceleración lineal. Los investigadores descubrieron que los impactos en la cabeza con una aceleración lineal de 100 g (100 veces la aceleración estándar debida a la gravedad) conllevan un riesgo de conmoción cerebral del 50%. El impacto promedio en la cabeza en el fútbol americano es de aproximadamente 25 g.
"Si 100 personas recibieran un impacto de 100 g cada una, la mitad sufriría una conmoción cerebral", ejemplifica Towns. "Esto es importante porque los umbrales que se han utilizado para que los cascos se vendan en el mercado suelen ser mucho más altos que 100 g".
Un umbral frecuentemente citado para un riesgo de conmoción cerebral del 50%, derivado de sensores instalados en el casco, es de 192 g. En cambio, los nuevos datos sobre protectores bucales mostraron que una colisión de 150 g prácticamente garantiza una conmoción cerebral, con un riesgo superior al 99%.
Los investigadores también analizaron algunos impactos que provocaron conmociones cerebrales en atletas menores de 14 años y descubrieron que el umbral para sufrir una conmoción cerebral es probablemente mucho menor en niños. "Es urgente obtener más datos sobre niños, ya que esto podría convertirse en el mayor problema", recalca Camarillo.
Las innovaciones recientes en seguridad contra las conmociones cerebrales, como los revestimientos antideslizantes de los cascos, se han centrado en reducir la rotación de la cabeza. Según Camarillo, una interpretación optimista de los nuevos hallazgos es que ofrecen una nueva herramienta para mejorar la seguridad.
"Si la aceleración lineal constituye un mecanismo de conmoción cerebral distinto y es muy común, entonces hemos pasado por alto mucho", asegura. "No nos hemos esforzado lo suficiente en optimizar esta variable. Esto me da cierta esperanza de que exista una nueva oportunidad para prevenir las conmociones cerebrales".
Los investigadores probaron cascos de fútbol americano con nuevas almohadillas rellenas de líquido, comparándolos con cascos estándar en maniquíes de prueba en el laboratorio. En todos los niveles de impacto, descubrieron que la tecnología líquida reducía el riesgo de conmoción cerebral al disminuir la aceleración lineal máxima.
Por ejemplo, en los niveles de impacto más altos probados, el riesgo de conmoción cerebral fue del 73,3% para los cascos estándar y del 55,7% para los cascos con almohadillas rellenas de líquido. (Camarillo es cofundador de SoftShox, la empresa que obtuvo la licencia de la tecnología de Stanford y fabrica las almohadillas rellenas de líquido).
Aún no se comprenden del todo los mecanismos biomecánicos por los que la aceleración lineal daña el cerebro. Podría deberse al impacto del cerebro contra el cráneo, o quizás a un proceso conocido como cavitación, en el que los cambios de presión dentro del cerebro provocan la formación y posterior colapso de pequeñas burbujas. Los investigadores están desarrollando diversos modelos físicos y computacionales para comprender mejor lo que le sucede al cerebro.
A pesar del gran volumen de datos del nuevo estudio, este aún representa un número relativamente pequeño de conmociones cerebrales, finaliza Camarillo. Se necesitarán más estudios, tanto de su equipo como de otros, para verificar los resultados, convencer a los escépticos y, en última instancia, mejorar la seguridad en el deporte en lo que respecta a las conmociones cerebrales.
