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甚至轻度的头部外伤也会破坏大脑的保护屏障

都柏林斯坦福大学医学院和三一学院的研究人员称,参加接触运动的青少年和成年人的轻度头部创伤会破坏保护大脑免受病原体和毒素侵害的屏障。

如果他们的小型试验研究的结果成立,研究人员采用的大脑成像技术可以用来监视对头部造成打击的运动员,并确定何时可以安全地恢复接触运动。

在这项研究中,科学家使用特殊类型的磁共振成像扫描了青少年橄榄球运动员和成年橄榄球运动员的大脑。他们发现,在整个赛季结束后,大约一半的青少年橄榄球运动员-即使那些未报告脑震荡的青少年,也破坏了将大脑与血源性病原体和毒素区分开的保护屏障。专业的混合武术战士在战斗后也表现出类似的伤害。

反复的头部外伤与神经退行性疾病之间的联系继续引起公众的兴趣和争论。尽管这项新的研究没有得出明确的结论,但它表明,轻击头部至少可以暂时削弱重要的脑屏障。

斯坦福大学生物工程学助理教授,该研究的共同作者,大卫·卡玛里洛说:“这是一些早期证据,肯定是在儿童中,即使在没有脑震荡的情况下也能显示出血脑屏障的破坏。” 。

障碍的分解

当前对轻度颅脑外伤的诊断是基于意识和反应能力的暂时改变,短期健忘,头痛或思维普遍困难。但是在接触运动中很难可靠地发现这些症状。

斯坦福大学和三一学院的研究人员联手找到了一种更客观的方法来确定轻度的头部外伤。都柏林分队此前曾研究过患有慢性创伤性脑病(一种神经退行性疾病)的患者的大脑。这些患者的大脑有一个已失效的血脑屏障-一种边界,该边界可使氧气和营养物质进入大脑,同时阻止更大的分子。该屏障的运行方式与茶包非常相似,它可以让水通过,但将叶子固定在适当的位置。

研究人员想知道轻度的头部创伤是否会破坏血脑屏障。因此,他们在一个赛季或单场比赛后招募了一群橄榄球运动员,并通过磁共振成像或MRI扫描了他们的大脑。为了查看血脑屏障是否完整,都柏林研究人员向参与者注射了常用的MRI造影剂。几乎没有造影剂会出现在具有完整屏障的人的大脑中。

到本赛季结束时,十九名青少年橄榄球运动员中有十名表现出血脑屏障破坏的迹象。扫描中出现屏障障碍,红色斑点集中在整个大脑内部区域。研究人员还在比赛后对八名大学橄榄球运动员进行了扫描,发现其中两名运动员的障碍被破坏。值得注意的是,大多数研究参与者所经历的伤害均低于当前轻度头部创伤的标准,因为他们没有遭受脑震荡。

富有成效的合作伙伴

基于这些初步发现,研究人员假设冲击力正在破坏血脑屏障。但是他们需要一种精确测量这些力量的方法。他们也想测试其他接触运动。

进入Camarillo,他的实验室已经开发出一种护齿器,可以每秒近10,000次测量来跟踪速度,加速度和力。速度和精度水平对于研究人员研究的下一个接触运动至关重要:混合武术。科学家招募了五名专业的混合武术战士,他们在战斗中佩戴护齿板,并在战斗前后对其大脑进行扫描。

正如研究人员在橄榄球运动员中观察到的那样,战斗后的MRI扫描显示血脑屏障的破坏增加。研究人员发现,护齿器的某些测量值与MRI所见的血脑屏障破坏水平有关。

卡马里洛说:“这表明,打击的次数和打击的严重程度可能结合在一起,可能解释了血脑屏障的损伤。”

并非每一次看起来都不好的击打(例如在头两分钟内将战斗机击落时)都会损坏血脑屏障,从而强调了护齿器测量值的价值,以记录伤害力。

卡马里洛说,这些发现进一步证明了长期的脑震荡模型可能过于简单。当前的范例是大脑猛撞到头骨,后坐并再次猛冲到另一侧。根据此模型,大多数大脑损伤应发生在大脑外表面。但是最近的证据(包括本研究)表明,头部外伤的影响在大脑中更深。

研究人员计划在更大的队列中进行类似的研究。他们还想确定自己观察到的血脑屏障破坏是否能自行治愈,如果能治愈,则需要花费多长时间。

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