2019-08-08 08:19:01
踢足球的常规命中头部会对大脑造成伤害

由卡内基梅隆大学和罗切斯特大学医学中心领导的新研究表明,脑震荡并不是接触性运动中大脑受损的唯一原因。一项针对大学橄榄球运动员的研究发现,仅仅参加一个赛季的典型命中率就会导致大脑的结构性变化。

研究人员研究了38名罗切斯特大学的球员,他们将加速度计 - 测量加速力的装置 - 用于每个练习和比赛的头盔。在赛季前后,在MRI机器上扫描球员的大脑。

虽然在研究中他们被跟踪的时间内只有两名球员遭受了临床诊断的脑震荡,但赛季和季前MRI的比较显示,超过三分之二的球员经历了大脑结构完整性的下降。具体而言,研究人员发现,与季节前相比,季节后中脑的白质完整性降低。此外,并且表明伤害与踢足球特别相关,研究人员发现白质损伤的数量与头部球员的击球次数相关。

该研究发表在Science Advances杂志上。

“公众认为大热门是唯一重要的。这是人们谈论的内容以及我们经常看到的在电视上播放的内容,”高级研究作者布拉德马洪说,他是卡内基梅隆大学心理学副教授兼科学主任。罗彻斯特大学转换脑映射计划。 “大热门肯定是糟糕的,但是由于专注于大热门,公众正在忽略可能导致玩家大脑长期受损的原因。这不仅仅是脑震荡。它也是日常的命中。”

中脑位于头部中央,位于大脑皮层下方,是较大的茎状刚性结构的一部分,包括脑干和丘脑。中脑的相对刚性意味着它比周围较软的组织吸收不同的力,使其在生物力学上容易受到头部撞击所引起的力的影响。中脑支持眼球运动等功能,受到脑震荡和头部撞击的影响。虽然已知头部撞击同时影响大脑的许多部分,但研究人员决定将研究重点放在中脑上,假设这种结构将成为亚震荡击中的“煤矿中的金丝雀”。

“我们假设并发现中脑是一种关键结构,可以作为临床上定义的脑震荡和重复头部受伤的指标,”M.D./Ph.D的Adnan Hirad说。罗彻斯特大学医学科学家培训计划的候选人和该研究的主要作者。 “我们在研究中编目的是那些仅仅通过观察或行为测试场上或场外球员而无法观察到的事情。这些都是'临床上无声'的脑损伤。”

研究中的每个参与者在每个季节开始的两周内和最后一周内接受MRI扫描。头盔加速度计在所有练习和游戏中测量线性和旋转加速度,记录产生10克或更大力的所有接触。航天飞机上的宇航员在升空期间经历了3克。赛车手感受到6克的影响,车祸可以产生超过100克的短暂力量。

38名NCAA Division III球员在所有练习和比赛中经历了近20,000次点击。在这些命中中,中位数力约为25克,其中一半的命中率超过了这个数量。近20,000次点击中只有两次导致脑震荡。

“我们测量了玩家所受到的每次撞击的线性加速度,旋转加速度和撞击方向。这使我们能够创建他们大脑所持有的所有力量的三维地图,”Hirad说。

MRI扫描测量了每个季节发生的大脑结构变化。他们发现旋转加速度(引起头部扭曲的冲击)比线性加速度(正面碰撞)更多地与观察到的中脑白质结构完整性的变化相关。

“这项研究表明,使用扩散MRI进行中脑成像可能是未来诊断单个震荡性头部撞击和/或重复性亚震荡性头部撞击的一种方法,”神经病学急诊医学教授Jeffrey Bazarian博士说。罗切斯特大学医学中心的神经外科和公共卫生科学研究的共同作者。

该研究的第二部分是验证研究人员对足球队列方法的独立手段。该组包括来自其他各种接触性运动的29名运动员,他们有临床上定义的脑震荡,58名没有。

这些受累的参与者接受了MRI扫描,并在受伤后72小时内提供了血液样本。与足球队列一样,这些球员在中脑中的结构完整性降低。此外,他们在血液中表现出增加的蛋白质tau。随着大脑结构完整性的降低,tau增加。

“Tau是大脑急性变化的重要标志,从长远来看,被认为与慢性创伤性脑病(也称为CTE)等神经退行性疾病有关,”Hirad说。

鉴于这种重复头部命中的新见解,我们应该怎么做?

“在过去几年的先前研究背景下,我们的研究开始表明,许多亚震荡性命中的积累有助于推动足球运动员大脑的长期损害,”Mahon说。 “为了将我们的研究结果转化为与公共卫生相关的具体指令,将需要进行未来的研究。未来研究的一个重要方向是对不同年龄组的接触性体育运动员进行更大规模的纵向研究。”

“我们还需要重新评估我们如何制定回归决策,”希拉德说。 “现在,这些决定是根据一名球员是否表现出头晕或意识丧失等脑震荡的症状而做出的。即使没有脑震荡,球员也会在练习中进行比赛,而且随着时间的推移,比赛似乎会导致脑损伤。 “

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