Estudo de Loughborough University revela ondas de pressão no cérebro durante cabeceamentos no futebol

Há muito que os cientistas que investigam o risco cerebral associado aos cabeceamentos no futebol se têm centrado, sobretudo, na velocidade e na força do impacto.

Parte-se frequentemente do princípio de que, quanto mais rápida vem a bola, mais abrupto é o recuo da cabeça. Estas ideias têm alimentado, durante anos, a discussão sobre quais as bolas de futebol mais seguras.

No entanto, um estudo realizado em Inglaterra identificou outro fenómeno dentro da mesma colisão - um evento que é detetado na região frontal do cérebro antes mesmo de existir qualquer movimento visível da cabeça.

Um sinal que os sensores habituais não captam

A equipa do Sports Technology Institute, da Loughborough University, quis ir além das métricas tradicionais.

Em grande parte da investigação sobre cabeceamentos, recorre-se a sensores colocados no exterior do crânio ou a manequins de ensaio.

Esses métodos medem a rapidez com que a cabeça “chicoteia” e de que forma o pescoço amortece o embate, mas podem falhar naquilo que ocorre no interior do cérebro.

O Dr. Ieuan Phillips, autor principal do estudo, e o Professor Andy Harland - que estuda impactos no futebol há 20 anos - optaram por uma abordagem diferente.

Construíram uma cabeça substituta: uma estrutura semelhante a um crânio, preenchida com um gel que imita o cérebro, e colocaram no interior um hidrofone.

Este sensor não se destina a registar movimento; em vez disso, “ouve” com precisão as ondas de pressão no interior do compartimento craniano.

Sinais de pressão antes de haver movimento

O equipamento captou, a cada contacto com a bola, um impulso de pressão muito nítido a atravessar o gel na direção da parte frontal do “cérebro”, atingindo o pico em microsegundos após o toque.

No registo, surge como um pico limpo: sem ruído e sem a oscilação lenta associada ao movimento da cabeça.

Trata-se apenas de uma onda rápida a irradiar a partir do ponto de impacto, medida a uma cadência de 10 milhões de leituras por segundo.

Um pulso de pressão à velocidade de um relâmpago

Foi aqui que a equipa encontrou algo inesperado.

A onda chega antes de a cabeça sequer começar a mover-se - antes de, nas medições padrão, aparecerem aceleração, velocidade angular ou deformação do cérebro.

Até este trabalho, ninguém tinha medido diretamente este pulso de pressão dentro de um modelo de cabeceamento no futebol. Os acelerómetros não foram concebidos para captar esse tipo de sinal.

Noutras linhas de investigação sobre lesões cerebrais, picos rápidos de pressão dentro do crânio têm sido associados a danos celulares e vasculares. É um mecanismo semelhante ao observado em exposições a explosões, como as registadas em militares.

Um artigo baseado em organoides cerebrais cultivados em laboratório concluiu que, por si só, as ondas de pressão podem perturbar a atividade das células do cérebro.

O estudo de Loughborough não consegue confirmar efeitos equivalentes, mas passa a quantificar energia de pressão semelhante a alcançar a região frontal do cérebro.

Ondas de pressão geradas por bolas diferentes

A equipa reuniu 20 bolas de futebol que representam modelos marcantes do último século.

Incluíram desde painéis antigos de couro, cosidos com algodão, até bolas sintéticas modernas termo-coladas, além de várias soluções intermédias.

Cada bola foi disparada contra o modelo de cabeça a velocidades realistas de jogo, tanto em condições secas como molhadas, e com diferentes temperaturas. Como as condições de um relvado ao sábado variam, o laboratório procurou reproduzir essa diversidade.

Entre as 20 bolas, a onda de pressão variou de forma acentuada. As diferenças máximas chegaram a 55 vezes: uma bola gerou um pulso reduzido para a frente, enquanto outra produziu um impulso muito superior à mesma velocidade.

Se certas construções de bola conseguirem transferir menos energia por esta via, o desenho da bola torna-se um fator que os engenheiros podem ajustar.

O que explica a variação é mais difícil de isolar. Peso da bola, rigidez da superfície e a forma como o material se deforma no momento do impacto são variáveis que mudam de modelo para modelo.

Trabalho anterior do mesmo laboratório já tinha mostrado que bolas de couro absorvem água e alteram a massa de modo diferente das sintéticas. Ainda assim, este novo estudo não identifica qual propriedade específica da bola é a principal responsável pelo pico de pressão.

Limitações da investigação

Os autores são cautelosos, tanto no artigo como nas entrevistas, porque o sistema usado é um modelo. Nenhum voluntário cabeceou bolas e não houve avaliação de memória ou humor antes e depois.

Também não se sabe ainda se este pulso, repetido milhares de vezes ao longo de uma carreira, contribui para as taxas mais elevadas de demência observadas em antigos profissionais.

Esse risco, porém, é real. Um estudo de referência em Glasgow, com mais de 7,000 antigos profissionais escoceses, concluiu que morreram de doença neurodegenerativa a uma taxa de cerca de três vezes e meia a dos controlos emparelhados.

Novas medições entram no debate

Harland, que há 20 anos estuda impactos no futebol, afirmou que esta abordagem permite descrever com muito mais detalhe como a energia se transfere durante um cabeceamento.

“Há ainda muito trabalho a fazer antes de compreendermos totalmente o que isto significa para a saúde cerebral”, disse.

“Estas conclusões criam oportunidades para avançarmos para desenhos de bola e especificações de teste que minimizem a transferência de energia para o cérebro.”

A equipa partilhou o trabalho com a FIFA e a UEFA através da Football Association, que financiou o estudo.

Um novo alvo para o desenho da bola

A forma como olhamos para um cabeceamento tornou-se mais completa. Até agora, o campo apoiava-se em duas medidas principais: aceleração da cabeça e deformação do cérebro.

Passa a existir uma terceira: uma onda de pressão mensurável que atinge a parte frontal do cérebro em microsegundos, antes de a cabeça terminar o seu movimento.

Uma análise sueca a jogadores de topo encontrou taxas mais elevadas de demência em jogadores de campo que cabeceiam a bola, e nenhuma subida entre guarda-redes, que raramente o fazem.

A certificação das bolas pode, assim, vir a incluir um limiar de ondas de pressão, a par de critérios como tamanho e peso.

Os fabricantes ganham um objetivo técnico e as ligas um instrumento de regulação. A discussão sobre o impacto do desenho da bola na saúde cerebral passa a ter o seu primeiro valor mensurável.