Studie untersucht, wie sich eine Gehirnerschütterung auf die Struktur des tiefen Gehirns auswirkt

Gehirnerschütterungsforscher haben lange vermutet, dass eine Schädigung des Corpus Callosum des Gehirns der Grund für bestimmte Nebenwirkungen einer Gehirnerschütterung sein könnte, einschließlich Schwindel oder Sehstörungen.

Ihre Hypothese besagt, dass eine Schädigung des Corpus Callosum - eines dicken Nervenbündels, das die beiden Gehirnhälften verbindet - die Koordination zwischen diesen Hälften beeinflussen könnte, aber die Theorie war schwer zu beweisen.

Obwohl noch nicht bewiesen, bieten Forscher der Stanford University neue Beweise, um die Idee in einer neuen Studie zu unterstützen. Zu diesem Zweck kombinierten sie Daten von Sensoren, die von Sportlern getragen wurden, und erstellten Modellsimulationen der Gehirnbewegung. Sie überprüften auch Gehirnbilder von Menschen mit und ohne Gehirnerschütterungen.

Ihre Ergebnisse, veröffentlicht in der Zeitschrift Biomechanik und Modellierung in der Mechanobiologie, legen nahe, dass Stöße an der Seite des Kopfes schädliche Vibrationen in einer Struktur verursachen können, die mit dem Corpus Callosum verbunden ist.

"Gehirnerschütterung ist ein großer, vager Begriff, und wir müssen damit beginnen, ihn aufzuschlüsseln", sagte Dr. Fidel Hernandez, ehemaliger Doktorand im Labor von Dr. David Camarillo, Assistenzprofessor für Bioingenieurwesen an der Stanford University, und Co-Leiter Autor des Papiers. "Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, einzelne Strukturen zu untersuchen, die bei einer Verletzung wahrscheinlich traditionelle Gehirnerschütterungssymptome verursachen würden."

Die Studie umfasste Daten von Mundschützern, die von Fußballspielern getragen wurden. Jeder Mundschutz zeichnete Kopfbewegungen und Beschleunigungen in sechs Richtungen auf.

Nach der Untersuchung von 115 von diesen Mundschützern aufgezeichneten Stößen stellte das Team fest, dass zwei Stöße mit Gehirnerschütterungsdiagnosen verbunden waren. Durch Anwenden der Mundschutzmessungen auf eine Simulation von Hals, Kopf und Gehirn sahen die Forscher Fälle, in denen der Corpus Callosum von einer darüber liegenden Struktur namens Falx herumgezogen wurde.

Der Falx sitzt wie eine Mohawk-Frisur zwischen den beiden Gehirnhälften und ist steifer als der Rest des Gehirns, wie Leder gegen Gelatine. Bei der Wiedergabe der aufgezeichneten Stöße und zusätzlicher Simulationen stellte das Team fest, dass Schläge auf die Seite des Kopfes aufgrund seiner Steifheit Vibrationen im Falx erzeugen können.

Diese Vibrationen könnten sich dann auf den Corpus Callosum hinunterbewegen und die Art von Gewebespannung erzeugen, die häufig mit einer Gehirnerschütterung verbunden ist. Simulierte Schläge, bei denen der Kopf zur Schulter geneigt wurde, erzeugten C-förmige Wellen im Falx, während diejenigen, die den Kopf drehten, S-förmige Wellen erzeugten.

Als nächstes untersuchten Dr. Michael Zeineh, Assistenzprofessor für Radiologie und sein Laborteam, einschließlich des ehemaligen Postdoktoranden und Co-Hauptautors der Arbeit Dr. Maged Goubran, die Magnetresonanztomographie (MRT) der beiden diagnostizierten Athleten mit Gehirnerschütterung.

Die Forscher untersuchten die empfindlichste verfügbare Methode - die Diffusionsbildgebung - und fanden Hinweise auf eine mögliche Schädigung des Corpus Callosum in beiden Gehirnen.

Die Diffusionsbildgebung wird in der klinischen Praxis selten eingesetzt, und selbst mit dieser fortschrittlichen Technologie sahen die Forscher nur die Anomalien des Corpus Callosum, weil sie wussten, wo sie suchen mussten, und eine Vergleichsgruppe hatten: Scans von Athleten derselben Sportart und mit ähnlich langjähriger Erfahrung, die war nie mit Gehirnerschütterung diagnostiziert worden.

"Unter dem Strich finden wir nichts, wenn wir Gehirnuntersuchungen nach einer Gehirnerschütterung in klinischen Umgebungen durchführen. Ich würde sagen, 95 Prozent von ihnen sind normal “, sagte Zeineh, der auch Co-Senior-Autor des Papiers ist. "Klinisch interpretieren wir mit dem Auge, aber die Art der Änderungen, die wir in der Zeitung zeigen, können Sie nicht mit Ihrem Auge sehen. Eine Gehirnerschütterung kann nicht allein durch Bildgebung diagnostiziert werden. “

Da die Daten nur zwei Gehirnerschütterungen enthielten, ist der Zusammenhang zwischen Nebenwirkungen, Corpus Callosum-Belastung durch den Falx und Gehirnerschütterung nach Ansicht der Forscher immer noch eine Hypothese. Einige frühere Studien haben diesen Zusammenhang ausgeschlossen, aber keine hat biometrische Messungen, Simulationen und Neuroimaging mit dieser Auflösung kombiniert.

Die Forscher benötigen mehr Daten, um zu sehen, wie ihre Hypothese funktioniert, und sie arbeiten bereits mit Frauen-Lacrosse und zusätzlichen Fußballspielern zusammen, um dies zu erreichen.

Wenn bei jemandem eine Gehirnerschütterung diagnostiziert wird, ist die Behandlung fast immer dieselbe. Das Problem ist, dass es wahrscheinlich viele Arten von Gehirnerschütterungen mit Symptomen gibt, die davon abhängen, welcher Teil des Gehirns wie schwer verletzt wurde.

"Nicht alle Gehirnerschütterungen sind gleich", sagte Hernandez. "Wir versuchen, eine Linie zu ziehen - eine binäre" Ja-Gehirnerschütterung "oder" Nein "-, aber Erschütterungen treten auf einem Gefälle auf."

Quelle: Stanford University