哥伦比亚大学研究人员开发的一种脑成像技术发现，足球运动中反复撞击头部的头球动作，对大脑皮层——特别是前额后方区域——造成的损伤最为严重。该研究还发现，这种损伤会导致频繁头球的足球运动员出现认知功能缺陷。这项发表在《JAMA Network Open》杂志上的研究是在纽约市的业余成人足球运动员中进行的。
"我们研究的重要意义在于，它首次真正表明，反复头部撞击的暴露会导致大脑发生特定变化，进而损害认知功能，"哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医学院放射学和生物医学工程教授、研究负责人迈克尔·利普顿博士说。
该研究还为研究人员提供了一种脑成像工具，用于检测个体中的这些损伤，进一步了解反复头部撞击对大脑的影响方式，并开发治疗方法。
利普顿实验室发表在《神经病学》杂志上的第二项研究，使用了不同的成像技术观察大脑，发现在同一区域存在相关损伤。
"这两种技术分别观察了两个不同的特征，却发现了相同的关联，这加强了我们的结论，即这些变化是头球认知效应的中介，"利普顿说。
寻找脑损伤迹象
研究人员使用一种新的成像技术，寻找由于头球而在以前难以准确成像的大脑区域中的损伤生物标志物。
研究人员使用扩散MRI（一种检查细胞微观结构和组织的技术），对运动员的大脑进行成像，观察大脑最外层表面——大脑皮层中灰质和白质之间的界面。
"我们观察这个界面是因为灰质和白质具有不同的密度，对头部撞击的反应速度也不同，"利普顿说。"这会在两种组织之间产生剪切力，使两层之间的界面容易受到损伤。"
典型的dMRI技术在分析大脑深部结构时效果良好，但存在显著障碍，限制了它们分析外层结构的能力——这些区域恰恰可能是最容易受到头球损伤的区域。利普顿实验室的一名研究生琼·宋（Joan Song）开发了一种新方法，用于表征大脑外表面灰质和白质之间过渡区域中的微观结构。
"在健康个体中，这些组织之间有一个清晰的过渡，"宋说。"在这里，我们研究了头球造成的轻微撞击是否会导致这种过渡减弱。"
研究发现
利普顿团队对352名报告过去一年头球次数不同的业余成人足球运动员进行了dMRI扫描，并对77名年龄匹配的不参与碰撞运动的运动员进行了扫描。所有球员都进行了简单的学习和记忆测试。
一年头球超过1000次的最频繁头球球员，在眶额区域的灰质和白质之间的过渡明显变得模糊，但在大脑后部其他区域则没有这种现象。头球最频繁的球员在学习和记忆测试中的表现也比很少或几乎不头球的球员差几分。
过渡区域的更大损伤将头部撞击与更差的测试表现联系起来。
"这是非常有力的证据，表明这些微观结构变化很可能是认知缺陷的原因，"利普顿说。
该实验室现在正在研究这些生物标志物与后来慢性创伤性脑病（CTE）发展的潜在关系，CTE是一种神经退行性疾病，已在职业生涯中经历多次头部撞击的运动员中被诊断出来。
"我们报告的异常位置与CTE病理学非常相似，尽管我们还不知道它们是否与CTE相关，或者这些目前健康的运动员中是否有人会发展为CTE。"
利普顿实验室还在研究心血管活动是否可以帮助缓冲大脑免受反复撞击造成的损伤。
更多信息：Orbitofrontal Gray-White Interface Injury and the Association of Soccer Heading With Verbal Learning，《JAMA Network Open》(2025)。
期刊信息：《JAMA Network Open》、《神经病学》
由哥伦比亚大学欧文医学中心提供
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