Helmen moeten een betere bescherming tegen het risico op hersenschuddingen bieden. Dat is de conclusie van een onderzoek van wetenschappers aan het College of Osteopathic Medicine van het New York Institute of Technology. Opgemerkt wordt dat het dragen van een helm bij een ongeval zware verwondingen kan helpen voorkomen, maar tegelijkertijd blijkt dat er op het gebied van hersenschuddingen vaak weinig bescherming wordt geboden.

“Helmen zijn ongetwijfeld van cruciaal belang voor de veiligheid”, betoogt onderzoeksleider Milan Toma, expert biomedische mechanica aan het New York Institute of Technology. “Het is bewezen dat het dragen van een helm door onder meer fietsers of skaters schedelbreuken en hoofdwonden kan voorkomen.”

“Er is echter veel discussie over de mate waarin ze de gevolgen van hersenschuddingen kunnen beperken. De helmen met harde schaal en zware vulling die tegenwoordig door veel atleten, militairen en industriearbeiders worden gebruikt, zijn sterk aangepast sinds de eerste helmdesigns, die geen binnenvulling hadden. Maar het blijft de vraag of deze ontwerpverbeteringen ook een extra bescherming bieden.”

Hersenvocht

“Tijdens een hersenschudding zorgen de krachten van de eerste klap ervoor dat de hersenen binnen de schedel snel heen en weer bewegen (oscilleren) en met de schedelbeenderen contact maken”, betogen de onderzoekers. “Deze interactie tussen hersenen en schedel kan schade toebrengen aan chemische stoffen en weefsels in de hersenen, vooral wanneer er meerdere interacties plaatsvinden.”

“Rond de hersenen bevindt zich cerebrospinaal vocht”, verduidelijkt Toma. “Dit vocht schermt de hersenen af van de schedel. Maar wanneer de opeenvolgende klappen elkaar snel opvolgen, verliest het vocht zijn beschermende vermogen en worden de hersenen bij elke opeenvolgende schedelbeweging zwaarder belast.”

“Hoewel geen enkele helm in staat is om een hersenschudding volledig te voorkomen, kan het ontwerp van de hoofdbescherming toch wel een rol spelen bij het beperken van de ernst van het probleem”, zegt Toma nog.

“Bij de jongste ontwikkelingen op het gebied van het helmdesign is men dan ook afgestapt van de conventionele harde schaal en uitgebreid gewatteerde binnenwand. In plaats daarvan worden inventieve materialen en constructiemethoden gebruikt.”

“Daarbij wordt de nadruk gelegd op het minimaliseren van de krachten die door rotaties van het hoofd tijdens en na een botsing worden veroorzaakt. Deze krachten zijn immers in de eerste plaats voor hersenschuddingen verantwoordelijk.”

“Niettemin worden conventionele helmen in verschillende sportdisciplines, onder meer in recreatieve activiteiten zoals fietsen en skateboarden, nog steeds op grote schaal gebruikt. Bij de nieuwere ontwerpen moet immers met een beduidend hogere aankoopkost rekening worden gehouden.”

De onderzoekers merken op dat deze nieuwe studie de huidige veronderstellingen over de beste manier om gebruikers tegen hersenschuddingen te beschermen, ter discussie stellen. Dit zou volgens hen ook een impact moeten hebben op het ontwerp van toekomstige helmen.

Eerste Wereldoorlog

Met behulp van driedimensionale modellen simuleerde het team van Toma de interacties tussen hersenen en schedel onder omstandigheden die lijken op een frontale botsing bij lage snelheid. “Deze krachten zijn vergelijkbaar met de botsingen die atleten bij contactsporten en fietsongevallen ervaren”, verduidelijkt de wetenschapper

“De simulaties voorspelden meerdere directe interacties tussen hersenen en schedel na de eerste klap. Met andere woorden, het huidige helmdesign beperkt de ernst van de hersenschudding nauwelijks. Het vermogen van het hersenvocht om natuurlijke bescherming te bieden, bleek met elke opeenvolgende schedelbeweging te verminderen.”

“Deze kleinere heen-en-weerbewegingen lijken misschien onbeduidend in vergelijking met de eerste impact, maar kunnen nog steeds ernstige schade veroorzaken”, getuigen de onderzoekers. “Naarmate deze opeenvolgende hoofdbewegingen plaatsvinden, bedreigen ze het vermogen van het hersenvocht om het contact tussen de hersenen en de schedelbeenderen te voorkomen.”

Opgemerkt wordt dat de bevindingen van het team de bevestiging vormen van een experimentele studie drie jaar geleden, waarbij moderne militaire helmen werden vergeleken met de ongevulde hoofdbescherming die tijdens de Eerste Wereldoorlog werd gebruikt.

“Verrassend genoeg bleek uit die studie dat de historische helmen bij de bescherming tegen hersenschuddingen, wanneer uitsluitend naar de werking van de cerebrospinale vloeistof wordt gekeken, wellicht een voordeel zouden kunnen hebben gehad”, geven de wetenschappers aan.

“Om een betere bescherming tegen hersenschuddingen te kunnen bieden, moet aanvullend onderzoek worden verricht naar de ontwikkeling van het geavanceerde helmdesign”, voeren de wetenschappers tenslotte aan. “Maar tegelijkertijd moet worden gesteld dat het gebruik van een helm – zelfs met enkele beperkingen – nog altijd beter is dan helemaal geen hoofdbescherming te dragen.”