Zobrazovací studie ukazuje, jak fotbal na střední škole mění mozek dospívajících

Jedna sezóna středoškolského fotbalu může stačit k tomu, aby způsobila strukturální změny v mozku dospívajícího, i když údery nezpůsobí otřes mozku, tvrdí nová studie zveřejněná v časopise Neurobiologie nemocí.

Studie je jednou z prvních, která zkoumá, jak nárazové sporty ovlivňují mozek dětí v tomto kritickém věku. Zjištění vyvolávají znepokojení nad tím, zda opakované údery do hlavy mohou způsobit poškození mozku v mládí a zda je možné tyto změny detekovat v raném věku.

"Existuje spousta objevujících se důkazů, že pouhé hraní nárazového sportu skutečně mění mozek a tyto změny můžete vidět na molekulární úrovni v akumulaci různých patogenních proteinů spojených s neurodegenerativními chorobami, jako je Parkinsonova choroba a demence," hlavní autor studie Dr. Chunlei Liu, profesor elektrotechniky a počítačových věd a člen Helen Wills Neuroscience Institute na University of California (UC) Berkeley.

"Chtěli jsme vědět, kdy k tomu skutečně dojde - jak brzy k tomu dojde?"

Mozek se obecně skládá z bílé hmoty, dlouhých nervových drátů, které přenášejí zprávy tam a zpět mezi různými oblastmi mozku, a šedé hmoty, těsných sítí neuronů, které mu dodávají charakteristické vrásky.

Nedávné studie MRI ukázaly, že hraní sezóny nebo dvou středoškolského fotbalu může oslabit bílou hmotu, která se většinou nachází pohřbená uvnitř mozku. Liu a jeho tým chtěli vědět, zda mohou opakované údery do hlavy ovlivnit i šedou hmotu mozku.

Chcete-li to zjistit, tým vědců z UC Berkeley, Duke University a University of North Carolina v Chapel Hill použil nový typ zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) zvaný „difúzní zobrazování kurtosy“ k pořizování mozkových skenů 16 hráčů střední školy, ve věku od 15 do 17 let, před a po fotbalové sezóně. Tento typ MRI je schopen zkoumat složité neurální spletence, které tvoří šedou hmotu.

Vědci zjistili, že organizace šedé hmoty v mozcích hráčů se po fotbalové sezóně změnila a tyto změny korelovaly s počtem a polohou nárazů hlavy měřených akcelerometry namontovanými uvnitř hráčských helem.

Konkrétně našli významné změny ve struktuře šedé hmoty v přední a zadní části mozku - kde jsou nejpravděpodobnější dopady - a také změny struktur hluboko uvnitř mozku. Změny byly soustředěny v přední a zadní části mozkové kůry, která je zodpovědná za funkce vyššího řádu, jako je paměť, pozornost a poznání, a v centrálně umístěném thalamu a putamenu, které přenášejí smyslové informace a koordinují pohyb.

Všichni mladiství nosili přilby a nikdo nezasáhl dostatečně silné nárazy hlavy, které by mohly způsobit otřes mozku.

"Šedá hmota v oblasti kůry se nachází na vnější straně mozku, takže bychom očekávali, že tato oblast bude přímo spojena se samotným dopadem," řekl Liu. "Je zřejmé, že opakované nárazy do hlavy, i během krátké doby, mohou způsobit změny v mozku."

"Toto je období, kdy se mozek stále vyvíjí, když ještě není zralý, takže probíhá mnoho kritických biologických procesů a není známo, jak tyto změny, které pozorujeme, mohou ovlivnit, jak mozek dospívá a vyvíjí se."

Zatímco jeden náraz do hlavy nemusí být důvodem k obavám, rostoucí důkazy ukázaly, že opakované údery do lebky - například ty, které se střetly při sportu jako hokej nebo fotbal, nebo při výbuchu ve vojenském boji - mohou mít za následek dlouhodobé kognitivní pokles a zvýšené riziko neurologických poruch, i když dopady nevedou k otřesům mozku.

Nedávný výzkum také ukázal, že alarmující počet vojáků v důchodu a vysokoškolských a profesionálních fotbalistů vykazuje známky nově identifikované neurodegenerativní choroby zvané chronická traumatická encefalopatie (CTE), která je charakterizována hromaděním patogenního tau proteinu v mozku.

Ačkoli to není dobře pochopeno, CTE je spojena s poruchami nálady, kognitivním poklesem a případně motorickým poškozením, jak postižená osoba stárne. Definitivní diagnóza CTE může být stanovena až po smrti vyšetřením mozku na protein tau během pitvy.

"Přestože naše studie nezkoumala důsledky pozorovaných změn, objevují se důkazy naznačující, že takové změny by byly dlouhodobě škodlivé," řekl Liu.

Testy odhalily, že kognitivní funkce studentů se v průběhu sezóny nezměnily a podle vědců zatím není jasné, zda jsou tyto změny v mozku trvalé.

"Mozková mikrostruktura mladších hráčů se stále rychle rozvíjí, což může působit proti změnám způsobeným opakovanými dopady na hlavu," řekl první autor Dr. Nan-Ji Gong, postdoktorský výzkumník na katedře elektrotechniky a počítačových věd na UC Berkeley. .

Vědci však stále vyzývají k opatrnosti a navrhují časté kognitivní a mozkové monitorování pro mládež zapojenou do nárazových sportů.

Zdroj: Kalifornská univerzita - Berkeley