Исследователи из Колумбийского университета использовали новые методы визуализации, чтобы определить, что повторяющиеся удары футбольных мячей влияют на связь между белым и серым веществом в орбитофронтальной коре, области сразу за лбом, которая помогает в планировании и стратегии.
Первая научная работа, которая описывает, как футбол вредит мозгу
Долгое время считалось, что футбольные удары головой влияют на здоровье мозга, но до сих пор оставалось неясным, где именно и как они оставляют след. Впервые ученые получили четкое представление о повреждениях и о том, почему зона воздействия со временем приводит к проблемам с обучением и решением проблем.
Freepik
Лучше так не делать...
Что показала работа
Руководитель исследования Майкл Липтон и его команда разработали два новых метода магнитно-резонансной томографии (dMRI) для исследования белого вещества в коре головного мозга; один метод был сосредоточен на микроструктуре белого вещества в том месте, где оно встречается со слоем серого вещества. Другой, разработанный аспиранткой Джоан Сонг, был посвящен изучению микроструктуры внутри переходной зоны между серым и белым веществом.
При сканировании мозга людей с травмами головы обычно четкая серо-белая граница в орбитофронтальной коре выглядела более размытой — именно там, где модели предсказывают наибольший сдвиг, — в то время как в других областях существенных изменений не наблюдалось.
В одном исследовании, в котором приняли участие 352 любителя из Нью-Йорка в возрасте от 18 до 53 лет, игроки сообщали, как часто они отбивали мяч в течение предыдущего года. Затем с помощью метода dMRI были проанализированы снимки мозга, которые показали, насколько резко меняются свойства тканей на границе серого и белого. По сути, во время удара голова ускоряется, а затем быстро замедляется. Серое и белое вещество имеют немного разную жесткость и плотность, поэтому они движутся не с одинаковой скоростью. Это несоответствие заставляет их скользить друг по другу на границе раздела, создавая боковое растяжение (сдвигающее усилие). А серо-белое соединение — особенно вблизи борозд в орбитофронтальной коре — это то место, где сосредоточено это скользящее напряжение.
Во втором исследовании команда использовала другой, дополнительный метод магнитно-резонансной томографии, разработанный колумбийским исследователем Блуи Демесси, сфокусированный на той же серо-белой переходной зоне, и сравнила снимки мозга 352 игроков со снимками 77 других спортсменов, чтобы показать, что эффект зависит от воздействия футбольного удара. Затем участники обоих исследований прошли простой тест на память.
В конечном счете, исследователи обнаружили, что воздействие ударов было связано с более низкими оценками по этому стандартному учебному заданию. Это открытие совпало со сканированием мозга тех, у кого были травмированные головы, и оба метода dMRI дали согласованные результаты. Хотя когнитивные различия были незначительными, они были постоянными во всей когорте, если принимать во внимание возраст, пол и предшествующий анамнез сотрясения мозга.
Более того, область мозга, о которой идет речь в исследовании, совпадает с областями, часто поражаемыми при черепно-мозговых травмах. А у некоторых спортсменов, которые много лет подвергаются ударам головой, развивается хроническая травматическая энцефалопатия. Однако авторы предупреждают, что это не является доказательством энцефалопатии – необходимы дополнительные исследования, отслеживающие эти маркеры с течением времени, чтобы понять, могут ли эти отклонения при сканировании предсказать будущие когнитивные проблемы.