Kopfstöße aus einer einzigen Saison des High-School-Fußballs führen zu messbaren Veränderungen in den Gehirnzellen

Die Forscher sammelten Daten von High-School-College-Spielern, die speziell ausgestattete Helme trugen, die Daten zu jedem Kopfaufprall während des Trainings und der regulären Spiele aufzeichneten. Anschließend verwendeten sie experimentelle Techniken, um Änderungen der zellulären Mikrostruktur im Gehirn der Spieler vor, während und nach der Saison zu messen.

"Unsere Erkenntnisse tragen zu einer wachsenden Zahl von Literatur bei, die belegt, dass eine einzige Saison mit Kontaktsportarten unabhängig von klinischen Befunden oder einer Gehirnerschütterungsdiagnose zu Veränderungen des Gehirns führen kann", sagte der leitende Autor Dr. Joseph Maldjian, Chef der Abteilung für Neuroradiologie und Direktor des Advanced Neuroscience Imaging Research Lab, Teil des Peter O'Donnell Jr. Brain Institute an der UT Southwestern.

In der Studie erscheinen in der Zeitschrift für Neurotrauma, ein Team von Ermittlern am UT Southwestern, dem Wake Forest University Medical Center und dem Children's National Medical Center, bewertete in einer einzigen Fußballsaison etwa zwei Dutzend Spieler. Die Gruppe der Akteure war nicht groß genug, um Schlussfolgerungen über die unterschiedlichen Auswirkungen zwischen den Positionen zu ziehen, und es werden zusätzliche Studien erforderlich sein, um festzustellen, was die Abweichungen für den Einzelnen klinisch bedeuten.

"Studien wie diese sind wichtig, um zu verstehen, wie und wo langfristige Schäden auftreten können, damit wir die erforderlichen Maßnahmen ergreifen können, um dies zu verhindern", sagte die Erstautorin Dr. Elizabeth Davenport, Postdoktorandin in der Abteilung für Radiologie und Radiologie das Advanced Imaging Research Center an der UT Southwestern.

In der Vorsaison wurde jeder Spieler einer MRT unterzogen und nahm an kognitiven Tests teil, die Gedächtnis- und Reaktionszeittests umfassten. Während der Saison trugen sie Sensoren in ihren Helmen, die jeden Aufprall erfassten. Nach der Saison hatte jeder Spieler einen weiteren MRT-Scan und eine weitere Runde kognitiver Tests.

Die Forscher verwendeten dann das Diffusions-Kurtosis-Imaging (DKI), das die Wasserdiffusion in biologischen Zellen misst, um Veränderungen in neuralen Geweben zu identifizieren. Die DKI-Analyse wurde verwendet, um Veränderungen im Nervengewebe zu erkennen und die Gehirnentwicklung sowie Hirnverletzungen und -krankheiten zu untersuchen, einschließlich Autismus-Spektrum-Störungen, Aufmerksamkeitsdefizit- / Hyperaktivitätsstörung (ADHS), Alzheimer-Krankheit, traumatische Hirnverletzung (TBI), Schlaganfall, Schizophrenie und leichte kognitive Beeinträchtigung.

Das DKI ermöglichte den Forschern auch die Messung von Anomalien der weißen Substanz. Weiße Substanz besteht aus Fasern, die Gehirnzellen verbinden und die Signalübertragung zwischen Nervenzellen beschleunigen oder verlangsamen können. Damit das Gehirn Verbindungen reorganisieren kann, muss die weiße Substanz intakt sein und der Grad der Schädigung der weißen Substanz kann ein Faktor sein, der die Fähigkeit des Gehirns einschränkt, Verbindungen nach einer TBI zu reorganisieren.

"Solche Arbeiten, bei denen Biomechanik, Bildgebung und kognitive Bewertung kombiniert werden, sind entscheidend für ein besseres Verständnis der Auswirkungen von subkonzessiven Auswirkungen auf das sich entwickelnde Gehirn", sagte Dr. Maldjian, Professor für Radiologie und Advanced Imaging Research Center am UT Southwestern. "Mit diesen Informationen möchten wir dazu beitragen, dass Millionen von Jugendlichen und Jugendlichen bei sportlichen Aktivitäten in Sicherheit sind."

Fußball hat die höchste Gehirnerschütterungsrate unter allen Kontaktsportarten, und die Sorge der Eltern, Trainer und Ärzte von Jugendsportlern über die Auswirkungen von Subkonzession nimmt zu, was sich in der jüngsten Abnahme der Teilnahme am Pop Warner-Jugendfußballprogramm widerspiegelt Kopfstöße, die nicht direkt zu einer Gehirnerschütterungsdiagnose führten, stellten die Forscher fest. Frühere Forschungen konzentrierten sich hauptsächlich auf College-Football-Spieler. Jüngste Studien haben jedoch gezeigt, dass die Wirkungsverteilungen für Jugendliche und High-School-Spieler denen auf College-Ebene ähnlich sind, mit Unterschieden vor allem in den höchsten Wirkungsstärken und der Gesamtzahl der Wirkungen, so die Forscher notiert.

Die Ergebnisse tragen zu einem wachsenden Wissen und einer Studie über Gehirnerschütterungen und andere Arten von Hirnverletzungen bei, die Forscher des Peter O'Donnell Jr. Brain Institute durchgeführt haben. Unter ihnen:

• In der ersten Studie dieser Art zeigten ehemalige Spieler der National Football League (NFL), die während ihrer Spieltage aufgrund von Gehirnerschütterungen das Bewusstsein verloren hatten, wesentliche Unterschiede in der Gehirnstruktur im späteren Leben. Der Hippocampus, ein Teil des Gehirns, der am Gedächtnis beteiligt ist, war bei 28 ehemaligen NFL-Spielern im Vergleich zu einer Kontrollgruppe von Männern ähnlichen Alters und ähnlicher Ausbildung kleiner.

• Eine Studie, die den neuropsychologischen Status ehemaliger Spieler der National Football League untersuchte, ergab, dass kognitive Defizite und Depressionen bei Spielern im Ruhestand häufiger auftreten als in der Allgemeinbevölkerung.

• CON-TEX umfasst eines der ersten Register der USA für Gehirnerschütterungspatienten ab 5 Jahren, in dem umfassende Längsschnittdaten zu Patienten mit sportbedingten Gehirnerschütterungen und leichten traumatischen Hirnverletzungen erfasst wurden.

• Das Texas Institute for Brain Injury and Repair (TIBIR), eine staatlich finanzierte Initiative zur Förderung innovativer Forschung und Aufklärung in Bezug auf traumatische Hirnverletzungen, umfasst ein umfassendes Concussion Network, das Trainern, Schulkrankenschwestern und Sporttrainern Expertenwissen zu Hirnverletzungen bietet Eltern über die Risiken von Sportverletzungen.