8 Minutės
Pakartotiniai futbolo galvos smūgiai ir smegenų sveikata: ką parodė naujas tyrimas
Futbolas, pasaulyje plačiausiai žaidžiamas sportas, vėl sulaukė didesnio dėmesio po to, kai didelis mokslinis tyrimas susiejo kartotinį kamuolio mušimą galva su matomais smegenų pokyčiais suaugusių mėgėjų žaidėjų grupėje. Iki šiol didžiausiame šio klausimo tyrime ištirtas 352 mėgėjų žaidėjų imtis parodė, kad tie, kurie nurodė daugiau nei 1,000 galvos smūgių per metus, turėjo mikroskopinių pakitimų specifiniame smegenų ribiniame sluoksnyje. Šie struktūriniai pokyčiai siejosi su santykinai nedideliais, bet statistiškai reikšmingais atminties ir mokymosi testų rezultatų sumažėjimais.
Tyrimas buvo nukreiptas į žaidėjus, kurie bent penkerius metus dalyvavo šiame sporte ir aktyviai žaidė per pastaruosius šešis mėnesius. Svarbu tai, kad pastebėti efektai nepriklausė nuo amžiaus ar lyties, ir jie pasireiškė tarp dalyvių, kurie nepranešė apie sukeltus sąmonės netekimo (sunkesnius sužalojimus) — tai rodo, kad net subkonusiniai smūgiai gali būti biologiškai reikšmingi.
"Svarbu mūsų tyrime tai, kad jis, iš tikrųjų pirmą kartą, rodo: poveikis daugkartiniams galvos smūgiams sukelia specifinius smegenų pokyčius, kurie savo ruožtu silpnina pažinimo funkcijas", sakė Kolumbijos universiteto neuromokslininkas Michael Lipton, kurio laboratorija daugiau nei dešimtmetį tiria futbolo galvos smūgius.
Mokslinis fonas: žievės pilkasis–baltasis audinių sandūra (GWI)
Nauji rezultatai remiasi ankstesniais darbais, siejusiais kartotinius galvos smūgius su baltosios medžiagos pokyčiais ir pažinimo sutrikimais kontaktinių sportų atletams. Šis tyrimas skiriasi nuo daugumos ankstesnių tuo, kad jo vaizdinimo taikiklis buvo žievės pilkasis–baltasis audinių sandūros zona (GWI). GWI yra išorinėse smegenų vingiuotumo vietose — arti žievės paviršiaus, gyrių ir sulci — ir ją sunku įvertinti naudojant tradicinę diffuzinę magnetinio rezonanso tomografiją (diffuzinė MRT, dMRI).
Diffuzinė MRT matuoja vandens molekulių judėjimą audiniuose ir gali atskleisti mikrostruktūrinę organizaciją. Liptono komanda sukūrė patobulintą dMRI metodą, kuris geriau išsprendžia perėjimo zoną tarp pilkosios medžiagos (neuronų kūnai ir sinapsės) ir baltosios medžiagos (aksonų pluoštai). Sveikoje audinėje riba tarp šių sluoksnių yra gana aštri; šios ribos susilpnėjimas gali rodyti mikrostruktūrinį sutrikimą, pavyzdžiui, pakeistą aksonų orientaciją, vietinį tinimą ar ląstelinės architektūros pokyčius.
Magistro studentė Joan Song, dirbusi Liptono laboratorijoje, apibūdino požiūrį: "Sveikiems asmenims yra aštri riba tarp šių audinių. Mes tyrėme, ar ši ribos susilpnėjimo tendencija gali atsirasti dėl smulkių smūgių, atsirandančių dėl galvos mušimo." Pasitelkus šį metodą, tyrėjai nustatė mažiau aiškią ribą žaidėjų, nurodžiusių didelę galvos smūgių ekspoziciją, ypač priekinėje smegenų dalies pagrinde.
Kur pasireiškia pažeidimai ir kaip jie gali atsirasti
Mikrostruktūriniai pokyčiai lokalizavosi orbitofrontalinėje smegenų srityje — tiesiai už akių — zona, atitinkančia tikėtiną futbolo galvos smūgio trajektoriją ir biomechaniką. Komanda hipotezuoja, kad gali veikti kontrekupinė (contrecoup) mechanika: kai kaukolė patiria smūgį vienoje vietoje, smegenys gali pasislinkti ir atsitrenkti į priešingą vidinę kaukolės pusę, sukeldamos fokusinį sužeidimą. Kartotinės silpnos jėgos tokio tipo, net jei jos nesukelia diagnozuoto smegenų sukrėtimo, gali su laiku lemti audinių kumuliatyvius pokyčius.
Orbitofrontalinė žievė dalyvauja sprendimų priėmime, mokymesi ir tam tikruose atminties bei emocijų reguliavimo aspektuose. Šiame tyrime dalyviai, turėję didesnę galvos smūgių ekspoziciją, šiek tiek prastiau pasirodė standartizuotuose atminties ir mokymosi testuose. Nors skirtumai individualiu lygiu buvo nedideli, autoriai teigė, kad populiacijos mastu jie yra reikšmingi, atsižvelgiant į futbolo globalų paplitimą.
Tyrimo autoriai pažymi, kad GWI pažeidimai galėjo būti anksčiau nepakankamai aptikti vaizdinimo tyrimuose, nes žievės riba techniškai sudėtinga vieta matavimams. Šis nepakankamas aptikimas galėtų paaiškinti prieštaringus literatūros rezultatus dėl to, ar galvos mušimas sukelia struktūrinius smegenų pokyčius mėgėjams.
Orbitofrontalinė žievė, kur pastebėti GWI pokyčiai.
Tyrimo dizainas, metodai ir apribojimai
Pagrindinės tyrimo detalės:
- Cohort: 352 suaugę mėgėjų futbolo žaidėjai, turintys bent penkerių metų žaidimo patirtį ir neseniai aktyvavęsi (per šešis mėnesius).
- Ekspozicijos rodiklis: patys praneštas galvos smūgių skaičius per metus, naudojant ribą >1,000 smūgių, apibrėžti didesnei ekspozicijai.
- Vaizdinimas: pažangi diffuzinė MRT, nukreipta į žievės pilka–balta sąsają, siekiant kiekybiškai įvertinti mikrostruktūrinį vientisumą.
- Pažinimo testai: visiems dalyviams atlikti standartizuoti atminties ir mokymosi matavimai.
Autoriai pripažino keletą ribotumų: priklausomybę nuo savarankiškai praneštų galvos smūgių skaičių, kurie gali būti netikslūs; kryžminį (cross-sectional) tyrimo dizainą, ribojantį priežastinį aiškinimą; ir poreikį patvirtinti išvadas longitudinaliniais tyrimais bei papildomais biomarkeriais. Komanda rekomenduoja būsimiems tyrimams naudoti prospektyvinį dizainą, derinant objektų matavimus (pvz., instrumentuotus dantų apsaugus ar galvos juostas), serijinį vaizdinimą ir ilgalaikį pažinimo stebėjimą.
Be to, nors GWI pakitimai sutapo su pažinimo skirtumais, efektų dydžiai buvo maži. Tai reiškia, kad daugelis dažnai mušamų galva asmenų gali neturėti klinikiniu požiūriu pastebimų sutrikimų trumpuoju laikotarpiu, tačiau didelės kumuliatyvios ekspozicijos turinčios populiacijos gali būti padidintos rizikos subtiliems deficituams ir galbūt vėlesnėms neurodegeneracinėms pasekmėms.
Reikšmė sportininkų saugumui ir būsimam moksliniam darbui
Kontaktiniai sportai, įskaitant amerikietišką futbolą, australišką futbolą ir regbį, jau susidūrė su didesniu dėmesiu dėl kartotinių galvos traumų pasekmių, dažnai koncentruojantis į profesionalų lygio susirūpinimą dėl smegenų sukrėtimų. Liptono komanda pabrėžia, kad palyginti žemo lygio, bet kartotiniai smūgiai — tokie, kurie būdingi futbolo treniruotėse ir rungtynėse — taip pat gali lemti matomus smegenų pokyčius neprofesionaliems žaidėjams.
Praktinės pasekmės apima jaunimo treniravimo praktikų peržiūrą, aukšto dažnio galvos mušimo pratimų ribojimą ir apsaugos strategijų kūrimą. Galimos intervencijos gali svyruoti nuo treniruočių modifikavimo, siekiant sumažinti kartotinius smūgius, geresnio technikos mokymo iki stebėjimo technologijų diegimo didelės rizikos kontekstuose.
Iš mokslinės perspektyvos GWI dabar atrodo svarbi vaizdinimo sritis tolesniems subkonusinių smūgių tyrimams. Autoriai taip pat pasiūlė, kad GWI pakitimai gali būti susiję su chronine traumine encefalopatija (CTE) ilgalaikiais arba didelės ekspozicijos atvejais, nors tiesioginiai ryšiai su CTE reikalauja neuropatologinio patvirtinimo ir ilgalaikių tyrimų.
Susijusios technologijos ir matavimo priemonės
Pažanga nešiojamuose jutikliuose, galvos smūgių telemetrijoje ir mobilioje biomechanikoje suteikia galimybių objektyviai kiekybiškai įvertinti galvos smūgių ekspoziciją tiek treniruotėse, tiek rungtynėse. Derinant tai su patobulintais MRT protokolais ir mašininio mokymosi metodais subtiliems mikrostruktūriniams pokyčiams aptikti, šios technologijos gali leisti tikslesnį ekspozicijos–atsako modeliavimą ir personalizuotą rizikos vertinimą.
Eksperto įžvalga
Dr. Elena Rossi, fikcinė, bet realistiška neuromekanikos tyrėja ir mokslo komunikatorė, komentuoja: "Šis tyrimas praplečia mūsų supratimą, nukreipdamas dėmesį į žievės ribą — sritį, kurioje kartotiniai, mažos energijos smūgiai gali kaupti žalą, kurią tradicinė vaizdinimas gali praleisti. Nors vidutiniai pažinimo skirtumai yra nedideli, epidemiologinis signalas aiškus: kartotiniai subkonusiniai smūgiai nusipelno kruopščių tyrimų ir mažinimo priemonių. Kitas žingsnis — susieti objektinius ekspozicijos duomenis su longitudinaliais smegenų rezultatais, kad galėtume pateikti įrodymais pagrįstas gaires žaidėjams ir treneriams."
Ką tai reiškia žaidėjams, treneriams ir tėvams
Mėgėjų žaidėjams ir jaunimo futbolo bendruomenei tyrimas pataria taikyti atsargumo principą. Rekomenduojama riboti didelio apimties galvos mušimo pratimus, pabrėžti tinkamą techniką (naudoti kaktą, o ne plaukų liniją ar galvos šoną) ir derinti treniruotes su pratimais, kurie neapima galvos mušimo, siekiant sumažinti kumuliatyvią ekspoziciją. Sporto valdžios institucijos ir jaunimo organizacijos gali apsvarstyti politikos priemones, ribojančias kartotinius galvos mušimus tam tikrose amžiaus grupėse, kol turėsime daugiau longitudinalinių įrodymų.
Gydytojai ir sporto medicinos komandos turėtų žinoti, kad diagnozuotos smegenų sukrėtimo nebuvimas nereiškia, jog nėra smūgių sukeliamų smegenų pokyčių. Įtraukdami klausimus apie galvos mušimo dažnį į sportininkų vertinimus ir svarstydami prieigą prie pažinimo testavimo ar vaizdinimo aukštos ekspozicijos turintiems sportininkams galima pagerinti ankstyvą aptikimą ir valdymą.
Išvados
Didžiausias iki šiol mėgėjų futbolo žaidėjų tyrimas nustatė, kad dažnas kamuolio mušimas galva — daugiau nei tūkstantis smūgių per metus — koreliuoja su mikrostruktūriniais pokyčiais žievės pilka–balta sąsajoje šalia orbitofrontalinės žievės ir su nedideliais, bet reikšmingais atminties bei mokymosi rezultatų sumažėjimais. Tyrimas paryškina iki šiol mažiau pastebėtą vaizdinimo tikslą (GWI) ir sustiprina argumentą, kad kartotiniai subkonusiniai smūgiai gali kumuliuotis į apčiuopiamus smegenų pakitimus. Nors reikalingi papildomi longitudinaliniai ir objektiniais duomenimis paremti tyrimai, kad būtų nustatyti priežastiniai ryšiai ir ilgalaikiai padariniai, šios išvados palaiko atsargumo strategijas mažinant kartotinę galvos smūgių ekspoziciją, ypač jaunimo ir mėgėjų aplinkoje.
Šaltinis: sciencealert
Komentarai