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頭部外傷與早發性認知症間的關係密切

【專家觀點】
頭部外傷與早發性認知症間的關係密切 圖/Shutterstock imtmphoto

每當世界杯足球賽開打,著名的球星梅西、C羅,成為許多青少年的偶像,甚至小朋友立志要成為足球球員,但有多少人瞭解:他們一記漂亮的頭槌得分,背後隱藏多少風險?現在蘇格蘭足球協會(Scottish Football Association)將擬新規定,禁止12歲以下球員參加頭槌訓練,值得讓中國的父母瞭解原因。

兩年前,我的母校建中橄欖球隊球員的父母曾問我:「伊教授,是否他們子女打橄欖球,將來會引發早發性認知症?」我想他們大概看到我曾引用美國加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)、杜克大學(Duke University)和北卡羅萊納大學教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)的研究顯示,從事單一球季的高中美式足球就可能足以引起大腦結構的微觀變化的文章,起了憂慮與擔心。

頭部外傷一直被視為早發性阿茲海默症(Alzheimer's Disease)、早發性巴金森氏症(Parkinson's disease)等腦退化性疾病的危險因子,美國過去曾有許多研究證實,美式足球、拳擊、曲棍球等運動職業選手罹患早發性阿茲海默症、早發性巴金森氏症的比例高於其他運動,原因就在於這類型運動選手的頭部容易受到撞擊而受傷,到他們50歲左右,腦部逐漸出現退化性症狀。

今年一月蘇格蘭足球協會之所以考慮禁止12歲以下球員參加頭槌訓練,是因英國格拉斯哥大學(University of Glasgow)去年10月發表一項研究報告指出,足球員罹患認知症(Dementia Disease)或其他神經退化性疾病的可能性,比常人高出3.5倍(three-and-a-half times)。

蘇格蘭足協發言人約翰.麥克林恩(John MacLean)表示,自從格拉斯哥大學的研究發表以來,蘇格蘭足協和撰寫報告的作者保持緊密合作,為的是想盡量降低頭部創傷的風險,鑑於報告是以蘇格蘭足球員的病歷進行研究,作為監管單位,蘇格蘭足協必須負責,對研究結果採取對策。

目前報告還無法確定頭槌造成腦部疾病高度發生的準確原因,英格蘭足球總會也曾指出,現階段能支持研究結果的證據尚不足,加上在兒童的足球運動中,頭槌實際上並不那麼常見,因此足總不會改變立場,但會支持針對頭槌訓練的指導原則。

目前世界上唯一有相關禁令的是美國,在2015年青少年球員腦震盪的研究報告指出,2010年美國有近5萬名踢足球的孩子發生腦震盪,這數字比籃球、壘球甚至摔跤發生腦震盪的總和還多,因此美國足協在2015年禁止10歲以下的兒童在比賽期間頭槌,於11至13歲的兒童訓練中也有所限制。

如果蘇格蘭真的跟進,他們將成為第一個實行禁令的歐洲國家。

再來看看過去的相關研究,2017年英國一項研究對14名已故足球員的大體做解剖,發現有6人腦部出現阿茲海默症的病徵。而英格蘭1966年世足奪冠隊伍中,有多名隊員如今都發生認知功能退化或失憶症狀,也促使英國足協決定展開調查,釐清背後的因果關係。

維吉尼亞理工學院副教授Steve Rowson在2018年完成的一項實驗中,以假人模擬足球場上的頭部碰撞,結果得到驚人的結論。一般而言,戰機飛行員承受超過6個G的加速度,就會開始頭暈目眩,而職業足球員不但經常以頭傳球或攻門,搶球時不小心猛K對方的腦袋,更是屢見不鮮。

這一項研究發現,頭槌瞬間,足球員腦袋所承受的加速度達100個G(重力加速度);而若是兩名球員頭部互撞,像爭球時常發生的那樣,力道更高達150個G。

國際足總2004年雖已正式批准球員在場上使用護頭配備,但幾乎看不到任何一位球員戴著這種護頭裝置上場,究其心態應是顧及形象,不願在對手面前示弱。

Rowson教授的實驗中,也讓假人戴上各種護頭裝置,比較有保護和無保護的狀況下頭部承受外力的差別,結果發現某些裝備可降低腦震盪機率達七成以上。

加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)、杜克大學(Duke University)和北卡羅萊納大學教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)於2018年所發表研究顯示,從事單一球季的高中美式足球就可能足以引起大腦結構的微觀變化。

此研究是2018年11月《疾病神經生物學》(Neurobiology of Disease)雜誌的封面故事,是第一個探究運動如何影響青少年大腦的研究。

研究人員在足球賽季季前和季後,使用一種新型核磁共振影像(magnetic resonance imaging,MRI)技術,掃描16名15~17歲高中球員的腦部。他們發現大腦前部和後部的灰質(grey matter)結構發生重大變化。所有實驗的參與者均戴著頭盔,且沒有人頭部受到構成腦震盪的衝擊。

❝在頭上輕輕敲打一下可能沒什麼好擔心的,但越來越多證據表明,對頭顱的重複撞擊,像是打曲棍球或美式足球的過程所累積的撞擊,或是軍事戰鬥受到的爆炸傷害,都可能導致長期認知下降和增加神經系統疾病的風險,即使這些撞擊都不致導致腦震盪。❞

過去10年間,研究人員發現,數量驚人的退伍軍人及職業美式足球選手,都表現出一種新發現的神經退行性疾病,稱為慢性創傷性腦病變(chronic traumatic encephalopathy,CTE),特徵是大腦會累積致病性的濤蛋白(tau)。雖然目前還未徹底理解此病,但知道的是CTE會導致情緒障礙、認知能力下降,最終讓患者有移動障礙。CTE的明確診斷只能透過驗屍時檢查大腦濤蛋白進行。

有很多新出現的證據表明,參加衝撞性高的運動項目可造成大腦改變,分子層級上,可觀察到與巴金森氏症、認知症等神經退行性疾病相關的致病蛋白積累。

大腦由白質與灰質構成,白質負責在不同大腦區域之間來回傳遞訊息,灰質是神經元緊密聚集的部位,使大腦產生特有的皺紋。最近的磁共振成像表明,打一兩季高中足球會削弱主要存於大腦內部的白質。研究團隊想知道重複的頭部撞擊是否也會影響大腦灰質。

研究人員使用稱為擴散峰度磁振造影技術(diffusion kurtosis imaging,DKI)的新型MRI來檢查構成灰質的複雜神經纏結。他們發現,足球賽季結束後,球員大腦灰質組織發生了變化,這些變化與安裝在球員頭盔內的加速度感測器(accelerometer)測得的頭部撞擊次數和位置有關。

這些變化集中在大腦皮層的前部和後部,也就是負責記憶、注意力和認知的部位,也發生於中心位置的視丘(thalamus)和殼核(putamen),它們負責傳遞感覺訊息和協調肢體運動。

研究人員強調,雖然研究還未觀察到該變化導致的後果,但有新的證據表明這種變化長期之下有害。

以引起年輕球員大腦灰質的微觀變化。這些變化位於大腦的前部和後部,也就是最容易發生撞擊的部位,也可能發生在大腦深處。

研究人員進一步表示,學生的認知功能在整個賽季並未發生明顯變化,目前尚不清楚大腦這些變化是否為永久性。

考慮到美式足球、足球和其他能影響大腦的運動在青少年間如此普及,因此許多研究人員都認為探究在什麼年齡之後大腦最能承擔這些後果,相當重要且合理。

(本文作者為認知症整合照護專家,長照、認知症政策研究者)