罗彻斯特大学足球运动员用头顶球。图片来源:罗彻斯特体育队
一项研究调查了反复的头部撞击如何导致长期脑损伤,并探索了可能改变结果的潜在治疗和预防措施。
撞击声让我们不寒而栗——足球比赛中两顶头盔相撞的声音,一名球员躺在球场上。问题接踵而至:他伤得有多重?他的四肢还能动吗?他有脑震荡吗?这会让他缺席这场比赛还是其他许多比赛?
但是,其他对头部的冲击又会怎样呢?比如铲球时撞到地面、阻挡时与另一个头盔相撞、比赛或训练中棒球棒击中球员面罩、足球运动员用头顶球。球员通常可以在短期内继续比赛,但这些反复的头部撞击对他们的长期大脑健康意味着什么?
脑震荡研究引入了改变接触性运动格局的协议。这些协议包括职业运动员遵循多步骤重返赛场协议,青少年足球运动员在 11 岁之前不得用头顶球。人们普遍认为脑震荡需要治疗和护理,就像严重扭伤或骨折一样。但是,如果有人头部被撞一次、两次或多次,而没有任何明显的受伤迹象,会发生什么呢?
罗彻斯特大学医学中心急诊医学和神经病学教授 Jeff Bazarian 博士的研究彻底改变了我们对脑震荡的认识,他认为,反复的头部撞击是一种无声的危险。每次撞击都会使之前的撞击更加严重,有时甚至没有任何症状来警告伤势加重。
当一个人的职业或活动使他们的头部遭受反复撞击时(例如军人或运动员),他们的神经功能(例如平衡、眼球运动和快速决策)可能会出现轻微下降。这些神经功能下降目前还无法被医生检测到,但可能会损害运动或军事表现并增加遭受其他伤害的风险。从长远来看,这些反复的头部撞击可能会导致严重的神经退行性疾病或障碍。然而,与脑震荡不同,目前还没有跟踪、预防或治疗这些撞击的标准护理,因为关于它们还有很多需要了解的地方。
罗彻斯特大学橄榄球队。图片来源:罗彻斯特体育部
“我们正在尝试确定我们是否能够检测并减轻反复头部撞击对大脑的急性影响。这些撞击是否会改变神经功能,我们可以使用适合在战场和运动场等资源匮乏的环境中使用的客观措施来检测?如果是这样,我们可以做些什么来尽快将神经功能恢复到基线?从某种意义上说,我们借鉴了职业医学领域,将大脑健康监测方法应用于暴露于环境因素(反复头部撞击)的个体,这些因素会增加他们患神经损伤的风险。我们希望有一天这种方法可以降低暴露者的长期神经退化风险。”Bazarian 说,他最近从陆军医学研究采购活动 (ARMY MRAA) 获得了 630 万美元的资助,以领导一项为期四年、多管齐下、多地点的研究,以更好地了解这些反复的头部撞击,目标是找到检测、预防伤害和治疗它们的方法。
建立团队四家机构将为本研究招募和跟踪大学生运动员。今年秋天,研究人员将从罗彻斯特大学、布法罗大学、印第安纳大学和南卡罗来纳州军事学院西点军校的球队中招募男足球运动员和女足球运动员。参与者将在每次训练和比赛期间佩戴装有特殊传感器的护齿,以跟踪头部撞击的次数和程度,包括方向和力度,同时将在赛前和赛后跟踪血液中的脑蛋白。先前的研究表明,脑蛋白 GFAP 在一场足球赛后会升高,并且这种升高与头部撞击有关。去年,FDA 批准了一种检测 GFAP 和脑蛋白 UCHL1 的血液测试,用于确定脑震荡患者是否需要进行 CT 扫描。
参与者还将在赛季期间的几场比赛之前和之后完成几项测试。
比赛前后追踪测试:
定量脑电图——五分钟的脑电波活动。眨眼反射测试眼睑闭合反应时间。手眼反应时间。近点会聚——测量单笔尖朝眼睛移动时的焦点。比赛前后范围可能会有 2-6 厘米的差异。研究人员预计,这些测试会发现运动员表现中的细微异常,但目前这些测试都无法作为临床诊断工具。“一名足球运动员可能整个赛季都遭受头部反复撞击,却没有任何症状,体检结果也正常。但我们推测,这些测试中的一项或多项测试会略有异常,”Bazarian 说:“这些异常与头部撞击暴露以及我们参考标准中的神经损伤(视网膜结构变化)有关。”
洞察大脑研究人员希望利用光学相干断层扫描 (OCT) 观察大脑的这种变化。这种非侵入性成像技术利用光线来创建眼球后部的图像,包括视网膜和来自大脑的神经。这种工具在眼科医生办公室随处可见,并且机器之间的输出一致。Bazarian 和视网膜专家 Steven Silverstein 博士(视觉科学、神经科学和眼科学中心精神病学教授)已经使用这种技术将罗彻斯特大学一些足球运动员在一个赛季中头部撞击的次数与视网膜变化联系起来。
时间或运动可以作为治疗方法吗?在橄榄球和足球赛季结束时,研究人员将把有证据表明因反复头部撞击而出现临床无症状神经系统异常的运动员分成两组。一组将休息两周。另一组将每天进行 20-30 分钟的有氧运动。后者是目前治疗脑震荡的标准方法。研究人员预计,有氧运动组的受试者神经功能将比休息组有更多改善。
但是赛季期间呢?是否有一个球员能够承受的头部撞击阈值并保持健康?或者这更多地与撞击的时间间隔有关,而不是撞击的次数?研究人员将使用足球顶球机,密切监测每天进行头球训练的参与者,并与在两次头球训练之间休息几天的参与者进行比较。“问题是,如果我们在这些头部撞击训练之间留出一些时间,这是否会减少头部撞击对这些细微神经变化的影响,”巴扎里安说。“我们认为可能会。”
多少次点击才算太多?研究人员还将调查大脑在出现异常之前能承受多少次头部撞击是否存在一个阈值。波士顿儿童医院的研究合作者将使用动物模型,试图了解是否存在一个撞击阈值,低于这个阈值就不会出现明显的脑损伤,或者所有撞击都是有害的。
该研究由美国陆军医学研究采购活动资助。
来源:罗彻斯特大学医学中心
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