Alarmerande neurovetenskaplig forskning kopplar gymnasiefotboll till stora förändringar i hjärnanslutning

Forskare har upptäckt betydande förändringar i hjärnans funktion hos fotbollsspelare i gymnasiet under en enda säsong, trots frånvaron av diagnostiserade hjärnskakning. Hans studie, publicerad i Vetenskapliga rapporterDe fann att deras hjärnanslutning ändrades till en punkt där deras individuella “hjärnfingeravtryck” blev mindre urskiljbara.

En växande mängd forskning har belyst de potentiella hälsorisker som är förknippade med amerikansk fotboll, särskilt effekterna av upprepade huvudkollisioner. Även om farorna med hjärnskakning länge har insetts, har mindre uppmärksamhet ägnats åt de kumulativa effekterna av mindre, underkonkussiva träffar som spelare ofta upplever.

Tidigare studier har föreslagit att dessa mindre effekter, som ofta förbises eftersom de inte orsakar omedelbara symtom, fortfarande kan leda till betydande neurologiska förändringar över tiden. Denna oro är särskilt akut för gymnasiespelare, som tros vara mer sårbara på grund av deras utvecklande hjärnor.

“Vår grupp har en historia av intresse för att utforska och skydda hjärnhälsan hos kontaktidrottsidrottare,” förklarade studieförfattaren Bradley Fitzgerald, doktorand i el- och datorteknik vid Purdue University och medlem av Purdue Neurotrauma Group. . “Ett av våra “övergripande” mål är att bättre förstå de negativa konsekvenserna av upprepad exponering för sportrelaterade huvudaccelerationshändelser, särskilt i fall där idrottare kanske inte har några externt observerbara symptom på en skada.” cerebral. Med detta mål i åtanke är vi intresserade av att utforska så många dimensioner av hjärnans hälsa och funktion hos kontaktidrottare som möjligt.”

För att genomföra studien rekryterade forskare 72 manliga gymnasieidrottare och delade in dem i två grupper baserat på deras idrottsdeltagande. Femtioåtta av dessa idrottare deltog aktivt i fotboll, antingen på högskole- eller juniornivå, och utsågs till studiens primära fokus på grund av deras exponering för upprepade huvudstötar. De återstående 14 idrottarna, som deltog i sporter som normalt var fria från sådana effekter, fungerade som kontrollgrupp.

Forskarna använde funktionell magnetisk resonanstomografi i vilotillstånd (rs-fMRI), en teknik som gör att hjärnans aktivitet kan observeras när en person inte utför någon specifik uppgift, för att mäta hjärnans funktionella anslutningsmöjligheter. De ägnade särskild uppmärksamhet åt förändringar över tid och i förhållande till antalet och svårighetsgraden av huvudkollisioner, vilka övervakades med hjälp av huvudmonterade sensorer som registrerade den maximala linjära accelerationen av stötar som översteg 20 g. , ett mått som indikerar betydande styrka.

Fotbollsspelarna genomgick fyra MRI under sin fotbollssäsong. Dessa inkluderade en försäsongsskanning före start av kontaktövningar, två skanningar vid olika tillfällen under säsongen och en eftersäsongsskanning efter avslutad kontaktaktiviteter. Idrottare i kontrollgruppen genomgick två MRT-undersökningar under sina sportsäsonger, vilket möjliggör jämförelse utan variabeln repetitiva huvudstötar.

Forskarna fann att funktionella anslutningar hos fotbollsspelare förändrades avsevärt under säsongen, med de mest uttalade förändringarna som observerades mellan försäsongen och andra halvan av säsongen. Specifikt blev spelarnas hjärnanslutningsmönster mindre lika deras egna försäsongsbaslinje, vilket indikerar att de upprepade huvudstötarna i samband med att spela fotboll kan störa normala kommunikationsvägar i hjärnan.

Dessa förändringar var mest uttalade i specifika områden av hjärnan förknippade med rörelse och uppmärksamhet. Dessutom avslöjade en närmare titt på data en korrelation mellan omfattningen av dessa anslutningsförändringar och antalet och svårighetsgraden av huvudkollisioner som registrerats, vilket understryker det potentiella sambandet mellan upprepade huvudstötar och skador förändringar i hjärnans funktion.

Men studien fann också bevis på en partiell återhämtning i dessa anslutningsmönster efter att säsongen slutade och inga fotbollsrelaterade aktiviteter ägde rum. Detta tyder på att även om upprepade stötar på huvudet kan förändra hjärnans funktionella organisation, finns det en möjlighet att hjärnan kommer att återställa sina ursprungliga anslutningsmönster med tillräcklig vila efter exponering för sådana stötar.

“Huvudfynden av vår studie var att funktionella anslutningsmönster i hjärnan hos unga fotbollsidrottare förändrades under loppet av spelsäsongen,” sa Fitzgerald till PsyPost. “Dessa förändringar var mest uttalade i slutet av spelsäsongen (efter flera månaders kontaktaktiviteter). Vid denna tidpunkt i slutet av säsongen kan man säga att de funktionella anslutningsmönstren hos vissa individer hade förändrats så mycket att anslutningsprofilerna verkade vara från en annan person. “Funktionella anslutningsprofiler verkade återgå till sina ursprungliga försäsongsmönster när spelare fick tid (ungefär en månad eller mer) att vila utan kontaktaktiviteter.”

“Åtminstone representerar detta fynd bevis på att hjärnan förändras och anpassar sig medan spelare spelar kontaktsporter. I värsta fall kan dessa förändringar återspegla hjärnskador, vilket ger upphov till oro för idrottarnas långsiktiga hälsa. Det är viktigt att notera att vår studie ensam inte bevisar att dessa förändringar nödvändigtvis är dåliga för hjärnans hälsa, men vi tror att studien väcker några varningstecken som pekar på behovet av ytterligare forskning om hur man bäst skyddar hjärnans hälsa hos unga idrottare. “

Forskarna hittade två huvudsakliga överraskningar i sin studie. Den första överraskningen kom från upptäckten att förändringar av självlikhet i hjärnans funktionella anslutningar korrelerade med kumulativa huvudaccelerationsmått, främst när accelerationshändelser med lägre intensitet inkluderades i analysen. Detta fynd var oväntat eftersom noggrannheten i huvudaccelerationsmätningarna har varit ett problem.

Forskarna hade förutsett att den felaktiga karaktären hos dessa enheter kunde dölja eventuella samband mellan antalet huvudstötar och förändringar i hjärnanslutning. Men att bara återberätta dessa händelser gav värdefull information om hur upprepade effekter på huvudet, oavsett deras individuella svårighetsgrad, kollektivt kunde påverka hjärnans funktion.

“Det var uppmuntrande att finna att “antal” av upptäckta händelser är av stort värde även utan exceptionell precision i huvudaccelerationsmätningar,” sa Fitzgerald.

Den andra överraskningen kom från observationen att förändringar i hjärnanslutning under andra halvan av fotbollssäsongen inte var så nära relaterade till det kumulativa antalet huvudaccelerationshändelser som de var i början av säsongen.

“Men detta beror troligen på att mätningar under den tidiga säsongen i hög grad påverkas av speltid (dvs. det finns, procentuellt sett, en större skillnad mellan kumulativa huvudstötar för startande än för nybörjare). reserver, av vilka några knappt har haft några effekt, än i senare skeden av säsongen), förklarade Fitzgerald.

Framöver betonar forskarna behovet av fler studier för att utforska de långsiktiga effekterna av dessa förändringar på hjärnanslutning. Frågor kvarstår om hur dessa förändringar kan påverka kognitiv och neurologisk hälsa över tid och om längre perioder utan exponering för huvudpåverkan kan leda till en fullständig återhämtning av hjärnans funktion. Framtida forskning kan också undersöka effektiviteten av olika strategier för att minimera huvudpåverkan under lek, vilket kan innebära förändringar i sportövningar eller skyddsutrustning.

“Våra långsiktiga mål är att förstå hur ackumuleringen av repetitiva huvudaccelerationshändelser bidrar till förändringar i mått på hjärnans hälsa,” sa Fitzgerald. “Kunskapen om nyckelkvantifieringarna av sådana händelser (t.ex. sammanlagda antal; individuella eller sammanlagda påverkansintensiteter) ger oss tekniska designkriterier som gör att vi kan ge rekommendationer om frekvensen och arten av sådana exponeringar (d.v.s. minskad kontakt i praktiken, som enligt ansträngningar från den bortgångne Buddy Teevens i Dartmouth), eller för att kvantifiera egenskaperna som bör införlivas i skyddsutrustning (till exempel hur mycket energiupptagning som krävs för att en hjälm ska vara effektiv).

Studien, “Longitudinella förändringar i hjärnans självlikhet genom vilotillstånds-fMRI hos asymtomatiska gymnasieidrottare,” skrevs av Bradley Fitzgerald, Sumra Bari, Nicole Vike, Taylor A. Lee, Roy J. Lycke, Joshua D. Auger , Larry J. Leverenz, Eric Nauman, Joaquín Goñi och Thomas M. Talavage.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *