生物科学门户网站
BIO1000.COM

MRI研究显示 头部的重复击打会导致年轻球员大脑的微观变化

根据加州大学伯克利分校,杜克大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员的一项新研究,单季高中足球可能足以引起大脑结构的微观变化。

研究人员使用一种新型的磁共振成像(MRI)对足球季节前后的16名15至17岁的高中球员进行脑部扫描。他们发现大脑前部和后部的灰质结构发生了重大变化,最容易发生冲击,以及大脑深处结构的变化。所有参与者都戴着头盔,没有人头部撞击严重到足以构成脑震荡。

这项研究是11月份“疾病神经生物学”杂志的封面故事,是第一个研究影响运动如何影响这个关键年龄儿童大脑的研究之一。这项研究于本月在最终出版之前于2018年7月在网上公布。

研究高级作者,电气工程和计算机科学教授,海伦成员刘春雷说:“很明显,即使在很短的时间内,对头部的重复影响也会引起大脑的变化。”加州大学伯克利分校的神经科学研究所。“这是大脑尚未发育的时期,当它尚未成熟时,因此有许多关键的生物过程正在进行,我们观察到的这些变化如何影响大脑成熟和发育的方式尚不清楚。”

关注趋势

头部的一个角落可能没什么可汗的。但越来越多的证据表明,对颅骨的重复打击 - 例如在打曲棍球或橄榄球等运动时被碾压的那些,或者通过军事战斗中的爆炸伤 - 可能导致长期认知下降和神经系统疾病风险增加,甚至当打击不会引起脑震荡。

在过去的十年中,研究人员发现,数量惊人的退役士兵,大学和职业足球运动员都表现出一种新发现的神经退行性疾病,称为慢性创伤性脑病(CTE),其特征是大脑中致病性tau蛋白的累积。 。虽然仍然没有很好地理解,但CTE被认为会导致情绪障碍,认知能力下降,并最终导致患者年龄的运动障碍。CTE的明确诊断只能通过在尸检时检查大脑中的tau蛋白来进行。

这些发现引起了对重复击中头部是否会对青少年或高中生造成脑损伤以及是否有可能在早期发现这些变化的担忧。

“有很多新出现的证据表明,仅仅参加冲击运动实际上会改变大脑,你可以在分子水平上看到与帕金森氏症和痴呆症等神经退行性疾病相关的不同致病蛋白的积累,”刘说。“我们想知道这实际发生的时间 - 这种情况发生的时间有多早?”

灰色和白色的问题

大脑由白质构成,长长的神经线在不同的大脑区域之间来回传递信息,灰质,紧密的神经网络,给大脑带来特有的皱纹。最近的核磁共振成像研究表明,打一两季高中足球会削弱白质,这种白质主要存在于大脑内部。刘和他的团队想知道头部的重复性打击是否也会影响大脑的灰质。

“皮质区域的灰质位于大脑外侧,所以我们希望这个区域与影响本身更直接相关,”刘说。

研究人员使用一种称为扩散峰度成像的新型MRI来检查构成灰质的复杂神经缠结。他们发现,在足球赛季结束后,球员大脑中的灰质组织发生了变化,这些变化与安装在球员头盔内的加速度计测量的头部撞击的数量和位置有关。

这些变化集中在大脑皮层的前部和后部,它负责记忆,注意力和认知等高阶函数,以及位于中心位置的丘脑和壳体,它们传递感觉信息和协调运动。

“虽然我们的研究没有考虑观察到的变化的后果,但是有新的证据表明这种变化在长期内是有害的,”刘说。

研究人员表示,测试显示,学生的认知功能在整个赛季中并未发生变化,目前尚不清楚大脑中的这些变化是否是永久性的。

“年轻球员的大脑微观结构仍在迅速发展,这可能会抵消重复头部撞击造成的变化,”第一作者,加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学系博士后研究员Nan-Ji Gong表示。

然而,研究人员仍然敦促对从事冲击运动的青年和高中生进行谨慎 - 以及频繁的认知和大脑监测。

“我认为,在什么年龄进行辩论对大脑来说最重要的是要承受这些后果是合理的,特别是考虑到青少年足球和其他影响大脑的运动的普及,”刘说。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。