En tant que neurologue, Robert Knight a vu ce qui se passe lorsque le cerveau s'écrase violemment à l'intérieur du crâne. Et il est conscient des conséquences souvent tragiques.

Au cours de ses 40 années en tant que chercheur universitaire et médecin, l'Université de Californie, Berkeley, professeur de psychologie et de neurosciences a connu des étudiants et des amis dont la vie et la carrière ont été bouleversées par des blessures à la tête causées par des accidents de bicyclette et de voiture. Il tient dans ses mains le cerveau détruit par des coups accidentels à la tête.

Sans surprise, il recule en imaginant ses jeunes petits-enfants tomber d'un vélo et se cogner la tête.

Donc, Knight a inventé un meilleur casque, un avec un rembourrage plus efficace pour amortir les effets d'un coup direct, mais plus important, une coque extérieure innovante qui pivote pour absorber les forces de torsion contre lesquelles les casques d'aujourd'hui ne protègent pas.

Sa conception est suffisamment flexible pour protéger les joueurs de football et de hockey - qui reçoivent les coups les plus sévères et les plus fréquents à la tête - ainsi que la police, soldats, snowboarders et toute personne portant un casque ou un casque. Et oui, cyclistes, trop.

La plupart des gens pensent qu'une commotion cérébrale - une ecchymose au cerveau - est le type de traumatisme le plus dangereux, mais un mouvement de torsion est tout aussi mauvais, car il peut déchirer les fibres cérébrales. Alors que les monteurs de ligne costauds développent des cous forts qui peuvent supporter une quantité limitée de couple, les enfants et les adolescents, y compris la plupart des joueurs de football du secondaire, ne le font pas.

"Un impact linéaire direct sur la tête n'est certainement pas bon, mais en plus, il y a des forces de rotation qui tordent le cerveau. C'est comme en boxe, où entre un coup de poing rond, la tête tourne, et ils sont sortis, " a déclaré Knight. " C'est parce que le cerveau n'est tout simplement pas conçu pour effectuer une rotation; vous vous retrouvez avec des dommages aux fibres de connexion critiques dans le cerveau."

BrainGuard

Il y a huit ans, il a fondé une entreprise, BrainGuard, développer le nouveau design du casque et susciter l'intérêt des principaux fabricants de casques. Jusque là, lui et son équipe de quatre personnes ont produit un prototype de football, le hockey, base-ball, bicyclette, moto, casques de sport utilitaire et de sports de neige.

"Parce que je suis neurologue, J'aimerais voir quelque chose qui améliore la qualité de vie des gens en diminuant les lésions cérébrales traumatiques et leurs effets sur le cerveau et les fonctions émotionnelles, cognitives et comportementales, " dit Chevalier, ancien directeur du Helen Wills Neuroscience Institute de l'UC Berkeley. "C'est mon espoir."

Responsable de l'équipement de football de l'UC Berkeley, Tim Feaster, essayé le casque pour la première fois il y a un an, quand il était directeur adjoint de l'équipement avec les Oakland Raiders, et a ensuite aidé Knight à le mettre sur la tête de quelques joueurs de Cal, qui a aimé, dit Feaster.

"Je pense que la technologie est incroyablement fascinante, " il a dit, ajoutant qu'il offrirait "absolument" le casque de football à son équipe une fois celui-ci certifié. "Je n'ai jamais rien vu de tel :une coque extérieure qui se déplace sur la coque intérieure m'intriguait. C'était tellement inventif, la façon dont il bougeait avait du sens. J'ai pensé qu'ils pourraient en fait avoir quelque chose ici."

Feaster a admis que le choix du casque d'un joueur - actuellement les joueurs de football de Cal peuvent choisir parmi plus de 15 styles de quatre fabricants - est souvent plus une question d'esthétique que de sécurité. Et la commotion cérébrale est la principale préoccupation.

"Mais je suis tout à fait pour que les gars essaient au moins, si j'y crois, " dit-il. " De toute façon qu'une nouvelle technologie puisse au moins limiter les dégâts, J'approuve totalement."

TBI, première cause mondiale de décès et d'invalidité

Knight cite des chiffres surprenants sur l'étendue des lésions cérébrales traumatiques (TCC) aux États-Unis. Les Centers for Disease Control and Prevention ont suivi 2,9 millions d'Américains touchés par un TBI en 2014, principalement des chutes et des accidents de véhicules à moteur. Alors que la plupart des blessures étaient des commotions cérébrales légères, le total comprenait 288, 000 hospitalisations et 57, 000 morts. L'Organisation mondiale de la santé estime que le TCC sera la principale cause de décès et d'invalidité dans le monde cette année.

Encore, ces chiffres ne tiennent pas compte de nombreuses commotions cérébrales liées au sport qui n'entraînent pas une visite aux urgences mais forcent un joueur à rester assis le reste du match. Le Brain Injury Research Institute estime qu'il y en avait 135, 000 commotions cérébrales liées au sport chez des personnes âgées de 5 à 18 ans entre 2001 et 2005. Alors que les symptômes de la commotion — maux de tête, la nausée, fatigue, confusion ou problèmes de mémoire, troubles du sommeil et changements d'humeur - disparaissent généralement, l'effet cumulatif de commotions cérébrales bénignes répétées pourrait être grave.

"La plupart des gens pensent que l'intérieur du crâne est un joli récipient lisse, comme une coquille d'oeuf, tenant le précieux cerveau, " dit-il. " Ce n'est pas vrai. L'intérieur du crâne est rempli de toutes sortes de crêtes osseuses qui peuvent être assez destructrices, comme si je te frappais dans le bras, et vous obtenez une ecchymose. Mais si tu te blesses le cerveau, le sang déclenche une cascade de réactions qui tuent en fait les cellules du cerveau."

Lorsque les ecchymoses se reproduisent encore et encore, même sans commotion cérébrale, une personne peut contracter une encéphalopathie traumatique chronique (CTE), une condition qui a suscité la controverse au cours de la dernière décennie et a fait l'objet du film Concussion de 2015 avec Will Smith.

Surtout chez les joueurs de ligne de football, CTE a conduit à une épidémie de démence précoce, changements d'humeur et même suicide chez les joueurs professionnels à la retraite. Dans une étude portant sur 202 anciens joueurs de football dont le cerveau a été donné après la mort, 3 sur 14, soit 21 % de ceux qui n'avaient joué qu'au lycée, a montré des signes de CTE. Parmi ceux qui ont joué au football à l'université, 48 sur 53, ou 91%, avait CTE. Des joueurs de la NFL (National Football League), 110 sur 111 avaient un CTE.

"C'est le gros gorille dans la salle pour la NFL et la NHL (National Hockey League), " dit Chevalier.

Encore, alors que les contusions et les caillots sanguins dans le cerveau sont un gros problème, tout aussi dommageables sont les déchirures qui se produisent lorsque les fibres cérébrales sont arrachées et tordues.

"Le cerveau fonctionne par une cellule envoyant sur sa fibre de connexion à travers un axone pour signaler une autre cellule, " dit-il. " Lorsque vous obtenez ces forces de torsion et de rotation complexes, vous obtenez une compression, tension et cisaillement, et vous pouvez en fait endommager et déchirer mécaniquement vos fibres de connexion.

Les meilleurs casques aujourd'hui, y compris ceux utilisés par la NFL, comprennent un rembourrage qui fait un travail décent en absorbant l'énergie d'une collision frontale directe et en empêchant toute la force du coup d'atteindre le cerveau. Mais ils ne tiennent pas compte des coups qui cassent et font pivoter la tête. La coque extérieure du casque de football Knight est capable de tourner d'environ un pouce par rapport à la coque intérieure, qui est attaché à la tête; cela absorbe le couple dangereux qui peut causer des dommages permanents au cerveau. Plus de casques sphériques, comme ceux pour les vélos et les snowboarders, pourrait tourner d'environ un pouce et demi, absorber encore plus d'énergie de rotation, il a dit.

Pour permettre cette rotation du casque, Knight place des entretoises en plastique compactes entre la coque intérieure et extérieure. Les entretoises permettent à la coque extérieure de coulisser par rapport à la coque intérieure attachée à la tête - essentiellement un amortisseur en rotation.

Rénovation des casques d'aujourd'hui

Knight et BrainGuard CTO Ram Gurumoorthy, qui a un doctorat de Berkeley. en ingénierie, dire que leur conception n'ajoute aucun poids ou épaisseur supplémentaire à un casque de football, et que de nombreux modèles de casques aujourd'hui pourraient être modernisés en ajoutant la nouvelle coque extérieure et les nouvelles jambes de force. La conception, qui comprend également un briquet, masque facial en fibre de carbone, s'adapte à tout sport ou loisir :escalade, sports tout-terrain et tout-terrain, ainsi que le baseball, lacrosse, rugby et water-polo, l'un des sports les plus dangereux pour les commotions cérébrales. La même coque intérieure avec une coque extérieure interchangeable fonctionne également pour les casques industriels et pour les casques de pompiers et militaires.

"La beauté du casque est qu'il s'agit d'une plate-forme modulaire, ce qui signifie que les entrailles - l'intérieur attaché à la tête - restent les mêmes ou assez similaires, et la coque extérieure seule peut changer, selon le sport, " dit Chevalier.

Le casque de football de BrainGuard a passé le processus de certification du Comité national d'exploitation sur les normes pour les équipements sportifs en novembre, ce qui signifie maintenant que l'entreprise de Knight peut l'offrir au lycée, des équipes collégiales et professionnelles une fois qu'un système de fabrication est mis en place. Il met en place une petite ligne de fabrication pour produire environ 1, 000 casques de football - de quoi tester le design avec quelques équipes de lycées et de collèges - et à la recherche de fonds d'investisseurs pour payer les moules d'injection et les lignes de fabrication de vélos, casques de moto et de sports de neige.

"Je tiens à souligner que les casques de football sur le marché aujourd'hui sont efficaces. Ce que nous essayons de faire, c'est de les rendre plus efficaces, " dit Chevalier.

Au garage de leur entreprise dans un parc industriel de Point Richmond, Californie, Knight et Gurumoorthy ont construit une machine de test de casque à la pointe de la technologie pour comparer BrainGuard avec des casques commerciaux. Knight dit que le nouveau design est de 25 à 50 pour cent meilleur que tout autre sur le marché, en termes d'amortissement des forces de rotation. Leur conception est particulièrement efficace pour les coups frontaux qui contribuent au CTE, qui commence dans le lobe frontal, dit Chevalier.

"Notre casque peut réduire la force de rotation jusqu'à la moitié, mais vous ne l'éliminez pas. Ce n'est pas une panacée; nous réduisons l'influence des coups à la tête, " il a dit.

Des moyens plus efficaces de réduire les traumatismes crâniens seraient d'interdire le football avec tacle aux enfants de moins de 13 ans - dont beaucoup jouent dans les ligues Pop Warner Little Scholars Inc. - et de changer la façon dont les joueurs plus âgés utilisent leur tête pendant l'entraînement et le jeu. Sauf si les sports de contact sont interdits, ce qui est peu probable, un meilleur casque réduira au moins le nombre de commotions cérébrales, les dommages causés par les sous-commotions cérébrales répétées et les chances de développer un CTE.

La plus grande crainte de Knight est que de meilleurs casques encouragent un comportement plus violent et dangereux.

"Je crains très fort que si vous mettez un meilleur casque à réduction de force, les gens ne vont pas prêter attention à d'autres choses qu'ils devraient faire pour réduire la force à leur tête, comme réduire ou éliminer le contact casque-casque, " dit-il. " Mon rêve est qu'un jour, ma petite-fille de 8 ans va porter un casque de vélo bien conçu, Alors la seule fois où elle tombe de son vélo, elle va voir ses chances de subir une grave lésion cérébrale diminuer considérablement."