طراحی یک اسفنج هوشمند که قادر است از آسیب مغزی ورزشکاران جلوگیری کند

به تازگی جمعی از پژوهشگران امریکایی موفق به طراحی یک اسفنج هوشمند شده‌اند. جسم جالبی که قادر است با قرار گرفتن زیر کلاه ورزشکاران فعال در رشته‌های پر زد و خوردی نظیر فوتبال امریکایی، شدت ضربات وارد آمده به سر آن‌ها را تشخیص داده و از بروز مشکلات احتمالی بعدی برای این دسته از ورزشکاران جلوگیری به عمل آورد. اگر نسبت به دانستن اطلاعات بیشتری از این اسفنج هوشمند کنجکاو هستید، می‌توانید در ادامه‌ی مطلب پیش رو با مجله قرمز همراه باشید.

ظرف روزهای اخیر پژوهشگرانی که در رابطه با علت اصلی مرگ بازیکن سابق رشته‌ی فوتبال امریکایی و لیگ NFL یعنی آرون هرناندز تحقیق می‌کردند، با اسکن مغز جسد این ورزشکار به این نتیجه رسیدند که او در زمان حیات خود از نوع شدیدی از بیماری CTE یا بیماری روان زخمی مغزی مزمن، که با نام آسیب مغزی تروماتیک نیز شناخته می‌شود، رنج می‌برده است.

هرچند که پژوهشگران نتوانسته‌اند میان بیماری هرناندز و رفتار خشن او در خارج از میدان مسابقه ارتباط آشکاری بیابند، اما بیماری CTE معمولا عوارض ناخوشایندی نظیر عدم کنترل پرخاشگری و برافروختگی، اختلال رفتاری، لغزش و خطا در قضاوت، تغییر ناگهانی حالت و درجاتی از جنون و زوال عقل را با خود به همراه می‌آورد.

شاید به همین دلیل بود که آرون هرناندز معمولا در زندگی شخصی خود فردی پرخاشگر و ناآرام به شمار می‌رفت. در واقع او تنها ده ماه پس از انعقاد قرارداد چهل میلیون دلاری خود با تیم نیو انگلند پاتریوتز در سال ۲۰۱۳ میلادی، به جرم قتل یکی از دوستان خود راهی زندان شد و پس از آن به دو قتل دیگر نیز (که یک سال پیش از آن اتفاق افتاده بودند) متهم گردید. با این حال وکلای این بازیکن خشن فوتبال امریکایی توانستند او را از اتهامات وارده تبرئه کنند. هرچند که اندکی پس از این رخداد و در ابتدای فصل بهار امسال، هرناندز خود را در سلول شخصی‌اش در زندان با ملافه حلق‌ آویز کرد.

حال اسکن مغزی انجام شده روی جسد این بازیکن جنجالی لیگ NFL به اثبات این حقیقت پرداخته که او به نوع شدیدی از بیماری مغزی CTE مبتلا بوده است. نوعی خاصی از این بیماری که در سن و سال فرناندز (که در ۲۷ سالگی زندگی را بدرود گفت) به ندرت مشاهده می‌شود.

البته ابتلا به بیماری CTE در میان بازیکنان سابق لیگ NFL تنها به آرون فرناندز منحصر نمی‌شود. در واقع پژوهش‌های انجام شده توسط پژوهشگران دانشگاه بوستون امریکا نشان از آن دارد که این بیماری مغزی در ورزشکاران رشته‌ی فوتبال امریکایی بسیار رایج است. به گونه‌ای که حداقل چیزی نزدیک به ۱۰۰ تن از بازیکنان سابق لیگ NFL با این بیماری دست و پنجه می‌کرده‌اند. بازیکنانی که بسیاری از آن‌ها به سرنوشت آرون فرناندز دچار شدند و همانند او با خودکشی به زندگی خود پایان داده‌اند. موضوعی که موجب می‌شود مقابله با آسیب‌های وارد شده به سر بازیکنان رشته‌ی فوتبال امریکایی، که در بسیاری از موارد عوارض مغزی غیر قابل جبرانی را برای آنان به همراه می‌آورد، از اهمیت دو چندانی برخوردار گردد. اما چگونه و از چه طریقی می‌توان به مقابله با این گونه آسیب‌های خطرناک پرداخت؟

استفاده از اسفنج هوشمند راهی برای مقابله با آسیب‌های مغزی

مسلما نخستین گام برای مقابله با آسیب‌های مغزی بازیکنان رشته فوتبال امریکایی، تشخیص درست این آسیب‌ها است. امری که در رابطه با آرون هرناندز بسیار دیر و پس از مرگ او اتفاق افتاد. از همین رو یکی از دانش‌ آموختگان دانشگاه Brigham Young به نام جیک مرل (که دارای مدرک پی اچ دی در رشته‌ی مهندسی مکانیک است) همراه با تعداد دیگری از پژوهشگران این دانشگاه اقدام به طراحی یک اسفنج هوشمند کرده‌ است که با قرار گرفتن زیر کلاه بازیکنان فوتبال امریکایی قادر به تشخیص کیفیت ضربات وارد آمده به سر آن‌ها خواهد بود. علاوه بر آن، این اسفنج هوشمند می‌تواند اطلاعات کامل مربوط به ضربات وارد شده به سر بازیکنان را به شکل هم‌زمان برای پزشک و مربیان تیم ارسال کند. به این ترتیب آن‌ها می‌توانند در کوتاه‌ترین زمان ممکن از آسیب وارد آمده به سر بازیکنان تیم خود باخبر شوند.

در واقع این اسفنج هوشمند از وجود سیگنال‌های الکتریکی برای اندازه گیری ضربه‌های وارد شده به سر بازیکنان بهره می‌گیرد و اطلاعات مربوط به این ضربات را به شکل بی‌سیم به تلفن هوشمند، تبلت یا سایر ابزارهای هوشمندی که مربیان و اعضای کادر پزشکی تیم از آن استفاده می‌کنند ارسال خواهد نمود.

چگونگی عملکرد اسفنج هوشمند

نوع عملکرد اسفنج هوشمند طراحی شده توسط پژوهشگران دانشگاه Brigham Young را به طور ساده و خلاصه می‌توان این گونه تشریح کرد که هنگام فشرده شدن بدنه‌ی این اسفنج هوشمند در اثر وارد آمدن ضربه، این جسم قابل انعطاف بر نانو ذرات نیکلی ساییده می‌شود. فعل و انفعالی که نتیجه‌ی آن ایجاد بار الکتریکی ایستا خواهد بود. در این میان الکترود رسانای موجود در اسفنج هوشمند، بار الکتریکی ایجاد شده را جمع ‌آوری می‌کند و سپس این بار توسط یک میکرو کامپیوتر اندازه گیری می‌شود. در نهایت اطلاعات حاصل از این اندازه گیری به کامپیوتر، موبایل یا سایر ابزارهای هوشمند تعیین شده توسط مربیان تیم‌های ورزشی ارسال می‌گردد.

به این وسیله مربیان و اعضای کادر پزشکی تیم‌های ورزشی می‌توانند هم زمان با وارد آمدن ضربات سنگین به سر بازیکنان خود، از وجود این ضربه‌ها با خبر شده و علاوه بر این موضوع اندازه و شدت ضربات مذکور را نیز تشخیص دهند.

سرپرست پروژه‌ی طراحی این اسفنج هوشمند یعنی جیک مرل معتقد است که نمونه‌های فعلی تکنولوژی اندازه گیری ضربه به بدن ورزشکاران تنها شتاب ضربه را به طور مستقیم می‌‌سنجند و اطلاعات دیگری از ضربات وارد آمده به بدن بازیکنان را در اختیار پزشکان یا مربیان تیم قرار نمی‌دهند. در واقع از دید مرل اطلاعات ارائه شده توسط ابزارهای تعیین میزان شتاب ضربه‌ی موجود در بازار، نه تنها برای اندازه‌ گیری کیفیت ضربات وارد آمده به بدن ورزشکاران کافی نیست، بلکه حتی می‌تواند تا حدی نادرست باشد. حال آن که اسفنج هوشمند طراحی شده توسط او و همکارانش قادر است اطلاعات حیاتی مربوط به ضربات را در اختیار اعضای تیم قرار دهد تا آن‌ها بتوانند به شکل راحت‌تری شدت جراحات وارد آمده به سر بازیکنان را تشخیص دهند و میزان مصدومیت ناشی از این ضربات را بسنجند.

با توجه به اطلاعات مربوط به طراحی این اسفنج هوشمند، که به تازگی در سالنامه‌ی مهندسی پزشکی به چاپ رسیده است، این اسفنج هوشمند علاوه بر توانایی تشخیص شتاب ضربات وارد آمده به سر بازیکنان از قابلیت اندازه‌ گیری انرژی ضربات و سرعت و تندی ضربات نیز برخوردار خواهد بود. به این ترتیب پزشکان متخصص ورزشی به کمک ترکیب اطلاعات مذکور با یکدیگر می‌توانند شدت ضربات وارد آمده به سر بازیکنان و محل وارد آمدن این ضربات را با دقت و صحتی بیش از ۹۰ درصد تشخیص دهند.

با توجه به این نکته که تا پیش از این هیچ راهی برای تشخیص دقیق میزان انرژی، تندی و سرعت ضربات وارد آمده به سر بازیکنان وجود نداشت، طراحی این اسفنج هوشمند می‌تواند بسیاری از مشکلات موجود بر سر راه تشخیص درست مصدومیت‌های ورزشی از ناحیه سر را برطرف نماید. از همین رو با تکامل این تکنولوژی جدید در آینده‌ای نزدیک و همچنین استفاده‌ی گسترده از آن در میدان‌های مسابقه، مشکلات دردسر آفرینی نظیر عدم تشخیص درست ضربات مهلک وارد آمده به سر بازیکنان، که در نهایت به به بروز آسیب‌ها و مشکلات مغزی در آن‌ها می‌انجامد، دیگر جایی در ورزش فوتبال امریکایی (و سایر رشته‌های ورزشی مشابه) نخواهد داشت.

منبع: دیجیتال ترندز (همراه با ترجمه، تالیف و ویرایش اختصاصی نویسندگان و مترجمان مجله قرمز)

در صورت تمایل می‌توانید با نظرات خود در بخش کامنت، ما را در بهبود کیفیت مطالب بخش ورزش مجله قرمز یاری کنید.