新型头盔可以帮助医生“看见”脑震荡

化学条带可以因冲击力大小而改变颜色

接连发生脑震荡会加大持续脑损伤的风险，并且与抑郁症的发生有关

匹茨堡钢人队(Steelers)与新英格兰爱国者队(Patriots)的赛季首战将于周四进行，在比赛的过程中你会看到体重115公斤的壮汉高速撞向对方。

之后会不会脑震荡？

很难说。哪怕是对青少年运动员来说也是一样，如果在脑震荡后继续比赛，就非常容易使他们仍在发育的大脑受到伤害。美国每年有约25万名青少年因运动相关的脑外伤而接受急诊治疗，但症状有时需要数小时、数天乃至数周时间才会充分显现。

由宾夕法尼亚大学研发的一种材料也许能够帮助判断运动员受到的冲击是否会损伤大脑。该大学一个由杨澍(Shu Yang)领衔的研究团队研制出一种在受到冲击后会改变颜色的化学条带，通过不同的颜色来显示冲击力的大小。这种化学条带可以置入运动员或士兵的头盔里，以显示出橄榄球场上的撞击或战场上爆炸冲击的强度，其作用类似于会根据酸度改变颜色的试纸。

尽管还没有任何重大突破，但是研发用于测量或防止运动脑震荡的头盔传感器及类似设备的活动已经形成了一个小规模产业。美国国家橄榄球联盟(NFL)和通用电气(GE)出资举办了一项比赛，意在寻找根据验血及医学影像结果来检测脑损伤的方法。

问题的关键是如何判断大脑在受到冲击时发生了什么。此前曾担任布朗队队医，目前就职于克利夫兰医学中心的理查德•菲格勒(Richard Figler)说，“在临床上，没有人能预测究竟多大的力量会造成脑震荡。”举例来说，足球运动员在没有防备时被球踢到后脑就可能会脑震荡，而一名橄榄球运动员在承受对方擒抱时承受的力量比前者大得多，但却没有发生脑震荡，因为后者的颈部肌肉吸收了一部分冲击。“可能造成脑震荡的冲击力阈值上下差别很大”。

要想准确预测脑损伤，而非仅仅评估冲击力的大小，宾夕法尼亚大学开发的此项技术还需要进一步研究。仅就现阶段而言，在头盔上采用该技术仍然可能使其成为一种简单而有效的工具。该技术所仰赖的微小晶体之所以会改变颜色，主要取决于这些晶体的结构或形状，而与色素无关。正是与之类似的“结构颜色”才造就了蝴蝶翅膀以及孔雀羽毛的晕彩效果。如果强烈冲击改变了晶体的结构，那么其颜色也会随之改变。

今年45岁的杨澍曾长期供职于贝尔实验室。她说，“这种材料具有相当多的孔洞，类似于瑞士奶酪的结构。如果你施加非常大的外力，其结构基本上就会开裂、损坏。”

利用一种能够精准控制施力大小的探针，杨澍的团队与来自维拉诺瓦大学(Villanova University)的同行对这种材料进行了测试，他们还在显微镜下记录了材料发生的颜色变化。不同水平的外力会使这些晶体变为绿色或者紫色，冲击强度大致相当于汽车以130公里的时速撞击一面墙。

挑战之一在于如何确定冲击发生时的速度。因为如果以更高的速度冲击，即便同样大小的力也会对神经造成大得多的损伤。杨澍说，“不妨用橡皮泥做个类比：如果你缓慢拉伸，它不会断开；但如果你快速拉伸，它会马上断开。”

大多数发生过脑震荡的人都会完全康复，但是接连发生脑震荡会加大持续脑损伤的风险，并且与抑郁症的发生有关。很多父母和教练都接受过培训，懂得识别撞击发生后出现的记忆问题、行动迟缓、头疼等脑震荡的征兆。但是球员有可能为了继续参加比赛而隐瞒上述症状。根据位于华盛顿的儿童全国健康系统(Children's National Health System)神经心理学首席医师杰拉德•焦亚(Gerard Gioia)的说法，任何有助于确定脑震荡何时发生的工具都是备受欢迎的一大进步，因为“大脑在受伤后处于更加脆弱的状态，越早发现问题，患者将来就越安全。”撰文/John Tozzi 编辑/冯艳彬 翻译/刘倬

总之 研发用于测量或防止运动脑震荡的头盔传感器及类似设备的活动已经形成了一个小规模产业。

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