Die Forscher fanden keine bedeutenden Unterschiede, als sie College-Studenten testeten, die einen gemeinsamen Gehirnerschütterungstest während der Bildgebung des Gehirns durchführten. Ihr Vergleich zwischen Fußballspielern, Langläufern und nichtathletischen Teilnehmern legt nahe, dass kumulative subklinische Gehirnerschütterungen die Gehirnfunktion bei Athleten, die eher dazu neigen, kleinere Treffer zu wiederholen, möglicherweise nicht verändern.
Die Fußballspieler aktivierten jedoch während der funktionellen MRT (fMRT) verschiedene Teile ihres Gehirns. Die Implikationen sind immer noch nicht klar - diese Athleten könnten mehr von ihrem Gehirn rekrutieren, um etwaige Nachteile durch wiederholte "Subkonkusionen" auszugleichen. Eine andere Erklärung ist, dass die Spieler höhere visuelle Fähigkeiten für den Sport entwickelten, die mehr Bereiche des Gehirns umfassen.
"Es gibt Unterschiede in den augenmotorischen Regionen des Gehirns zwischen Läufern und Fußballspielern. Diese Unterschiede können auf das strenge visuell-motorische Training der Fußballspieler oder auf subkonzussive Auswirkungen auf den Schädel zurückzuführen sein", so der Studienautor Nicholas L. Port, PhD, außerordentlicher Professor für Optometrie an der Indiana University in Bloomington, sagte gegenüber Medscape Medical News.
Auf die Frage nach dem Mangel an signifikanten Unterschieden bei der Leistung der augenmotorischen Aufgabe sagte er: „Wir waren überrascht.“Es ist möglich, dass wir die Probanden nicht nahe genug an die Schwelle gebracht haben. Wir haben noch nie zuvor eine Schwellenwert-Augenverfolgung im Scanner durchgeführt, wo der Bildschirm klein ist. Wenn wir die Studie erneut durchführen, werden wir die Reize durch Erhöhen der Geschwindigkeit erschweren."
"Unsere Ergebnisse stützen nicht die Vorstellung, dass kumulative subkonzussive Treffer, die während der Teilnahme an einer zu Gehirnerschütterungen neigenden Sportart auftreten, die verhaltensrelevante, sensorisch-motorische Aufgabe einer reibungslosen Verfolgung im Vergleich zu Cross Country-Läufern und Nicht-Athleten beeinflussen", schreiben die Autoren.
Die Studie wurde in NeuroImage: Clinical veröffentlicht.
Bei der Beurteilung von Sportlern aus Fußball und anderen Sportarten weisen einige Forscher auf einen Effekt wiederholter Subkonkusionen auf die Kognition hin (Neurology. 2012; 78: 1777-1784; J Neurotrauma. 2014; 31: 327-338), während andere dies nicht tun (Brain Inj. 2016); 30: 1068–1074; Res Q Exerc Sport Res. 2008; 79: 235–244).
Es ist vielleicht nicht überraschend, dass eine Metaanalyse von 30 Studien zu den subkonkussiven Auswirkungen auf Sportler zu viele Mängel der aktuellen Forschung ergab - einschließlich kleiner Stichprobengrößen, Kontrollgruppenprobleme und einer minderwertigen Bewertung der Häufigkeit von Kopfstößen -, um Schlussfolgerungen zu ziehen (Br J Sports Med. 2017; 51: 903 - 918).
Um mehr zu erfahren, bewerteten Port und seine Kollegen 51 Männer, darunter 21 als "Starter" in der Uni-Fußballmannschaft der Indiana University, 19 andere in der Cross-Country-Mannschaft und 11 nicht-kollegiale Athleten der Indiana University, die sozioökonomisch auf die Fußballspieler abgestimmt waren.
Die Ermittler verfolgten ihre Bewegungen des rechten Auges mit langsamer, mittlerer und schneller Geschwindigkeit der visuellen reibungslosen Verfolgungsaufgabe. Die Literatur unterstützt die Leistung des Augenmotors als robusten Indikator für Gehirnerschütterungen, stellten die Forscher fest. Die Forscher führten 20 Versuche für jede der drei Reizbedingungen durch.
Gleichzeitig bildeten Port und seine Kollegen das Gehirn der Teilnehmer mit einem MRT-kompatiblen EyeLink 1000 (SR Research) ab, der mit 1000 Hz und einer Genauigkeit von ca. 0, 2 Grad monokular lief. Diese simultane fMRI-Bildgebung wurde unter Verwendung eines 3-T-TIM-Trio-Scanners (Siemens) und einer 12-Kanal-Kopfspule durchgeführt.
Die Forscher fanden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Kohorten für eine der drei Standardanalysen, die zur Bewertung der reibungslosen Verfolgung verwendet wurden: quadratischer Mittelwertfehler, Gewinn oder Verzögerung. Die augenmotorischen Leistungen unterschieden sich daher zwischen den Gruppen nicht signifikant.
Die Fußballspieler aktivierten mehr Vermis - die okularmotorische Region des Kleinhirns - sowie die frontalen Augenfelder bei fMRT als die anderen Gruppen.
Die Forscher erwarteten eine vermale Aktivierung bei allen Teilnehmern, und beide Kontrollgruppen zeigten eine Aktivierung, wenn sie die Signifikanzschwelle senkten. Dieser Befund legt nahe, dass jeder Teilnehmer die Vermis während der Aufgabe rekrutierte, die Fußballspieler jedoch mehr.
Alle Teilnehmer zeigten auch eine erwartete bilaterale Aktivierung im Okzipitallappen, sowohl im Cuneus- als auch im lateralen Bereich, sowie in den frontalen Augenfeldern und zusätzlichen Augenfeldern in den Frontallappen.
Darüber hinaus zeigten die Fußballspieler bei den einfachen und mittleren Aufgaben durchweg eine qualitativ stärkere Aktivierung als die Teilnehmer der anderen Gruppen.
Im Vergleich der Leistung unter der Bedingung eines harten Stimulus aktivierten die Fußballspieler mehr Kleinhirnregionen, während die Langläufer und Nichtathleten eine stärkere Aktivierung in den Frontalbereichen ihres Gehirns zeigten, einschließlich der Frontalaugenfelder.
Die größere Kleinhirnaktivität unter Fußballspielern hat nach Ansicht der Forscher mindestens zwei mögliche Interpretationen. Einer ist ein Ausgleichsmechanismus, bei dem Sportler möglicherweise härter arbeiten, um einige subtile, langfristige subkonzernative Defizite auszugleichen.
"Eine ebenso gültige Interpretation unserer fMRT-Ergebnisse ist jedoch, dass unsere Stichprobe aus Spitzensportlern in einer Sportart bestand, die hohe visuelle motorische Fähigkeiten erfordert. Daher kann ein größerer Teil ihrer Felder für Kleinhirn und frontale Augen unabhängig davon der Leistung von okulomotorischen Aufgaben gewidmet sein ihre Geschichte der Treffer für das Gehirn."
Auf die Frage, welche Erklärung er favorisierte, sagte Port: "Ich neige zur Erklärung des Sporttrainings. Die Literatur zu Unterschieden bei kognitiven Tests zwischen Athleten ist sehr gemischt.
"Ich bin Mitglied des CARE-Konsortiums (Concussion Assessment, Research and Education), der bislang größten Gehirnerschütterungsstudie mit 30 Standorten, 30.000 Basismaßnahmen und mehr als 3000 Gehirnerschütterungen. Im ersten Basistestpapier von CARE haben wir festgestellt Keine Unterschiede bei den Basistests zwischen Kontaktsportarten und berührungslosen Sportarten "(Sports Med. Online veröffentlicht am 1. März 2018).
"Trotzdem waren die Kontaktsportler ein Leben lang mehr Stößen ausgesetzt", fügte er hinzu. "Ich bin also weiterhin sehr skeptisch, dass es kognitive Unterschiede zwischen den Sportarten gibt."
Die Verwendung von Cross-Country-Läufern als Kontrolle anstelle von Nicht-Athleten hilft dabei, sich auf die Auswirkungen von sportlichem Wettkampf und Training auf das Gehirn einzustellen, so die Forscher.
Eine weitere Stärke besteht darin, die Fußballspieler nach sozioökonomischem Status an Nichtathleten anzupassen. Darüber hinaus führten die Forscher die Studie am Ende der Nebensaison durch, "um die akuten Auswirkungen der jüngsten Trefferexposition zu minimieren und die Auswirkungen der Langzeitexposition besser zu isolieren".
Die maximale Verfolgungsgeschwindigkeit war möglicherweise nicht hoch genug, was zu einem niedrigen Deckeneffekt führte. Die geringe Größe des Computerbildschirms auf dem Scanner könnte zu dieser Einschränkung beigetragen haben, stellten die Autoren fest. "Andererseits zeigten alle Gruppen eine konstante Zunahme der Intensität und des Volumens der Aktivierung mit zunehmender Schwierigkeit, was bedeutet, dass die Aufgabe mit zunehmender Geschwindigkeit anspruchsvoller wurde … nur vielleicht nicht ausreichend, um bedeutsame Unterschiede zwischen den Gruppen aufzudecken."
Munro Cullum, PhD, Neuropsychologe am O'Donnell Brain Institute des UT Southwestern Medical Center in Dallas, Texas, kommentierte die Ergebnisse für Medscape Medical News und sagte, da sich die Gehirnfunktion der meisten Menschen vollständig von Schlaganfällen erholt, sei der Mangel an Unterschiede zwischen den Gruppen kamen als "keine Überraschung".
"Dies liegt daran, dass es schwierig ist, subkonkussive Schläge zu definieren, und es gibt nur wenige Daten, die auf einen starken Zusammenhang zwischen solchen Treffern und dauerhaften Auswirkungen auf die Gehirnfunktion hinweisen."
"In einigen früheren Studien, in denen ein Zusammenhang vermutet wurde, fehlten geeignete Kontrollgruppen, was ein wichtiges wissenschaftliches methodisches Problem darstellt. Die Ergebnisse stützen die Tatsache, dass nicht alle Teilnehmer an Kontaktsportarten Hinweise auf Hirnschäden zeigen und die Notwendigkeit weiterer Forschung in unterstreichen Dieser Bereich, insbesondere bei jüngeren Sportlern ", sagte er.
Cullum überwacht die landesweit größten Bemühungen des Landes, um die Auswirkungen von High-School-Athleten in Texas zu verfolgen. UT Southwestern arbeitet mit der Agentur zusammen, die die Leichtathletik an öffentlichen Schulen in Texas reguliert, um Schulbezirke in das Datenbankprojekt einzuschreiben, um eine große Lücke in der Gehirnerschütterungsforschung zu schließen, sagte er.
"Während die NCAA, NHL, NFL und andere professionelle Sportorganisationen das Problem in den College- und Profirängen verfolgen, wurde in einem so großen Maßstab wie Texas wenig unternommen, um die Auswirkungen auf die Jugendathletik zu bewerten.
"Unsere Arbeit findet funktionelle Unterschiede im Gehirn, behauptet jedoch nicht, dass dies das Ergebnis subkonzernativer Auswirkungen ist", sagte Port. "Größere und bessere Studien sind erforderlich."
In Zukunft möchten Port und seine Kollegen die Auswirkungen von subkonkussiven Treffern mit Neuroimaging, Eye-Tracking, kognitiven Tests und instrumentiertem Gang und Gleichgewicht mithilfe von Kopfbeschleunigungsmessern innerhalb des Sports untersuchen. "Am Kopf montierte Beschleunigungsmesser würden uns Daten zur Trefferbelastung innerhalb eines Teams liefern und es uns ermöglichen, Vergleiche von Äpfeln zu Äpfeln durchzuführen."
Der Indiana Spinal Cord and Brain Injury Research Fund, die National Institutes of Health und die National Science Foundation unterstützten die Studie. Die Imaging Research Facility der Indiana University unterstützte teilweise die Datenerfassung und -vorverarbeitung. Port und Cullum haben keine relevanten finanziellen Beziehungen offengelegt.
NeuroImage Clin. 2018; 18: 413 - 424. Voller Text
Folgen Sie Damian McNamara auf Twitter: @MedReporter. Weitere Neuigkeiten zu Medscape Neurology finden Sie auf Facebook und Twitter.
