Une technique d'imagerie cérébrale développée par des chercheurs en Columbia a identifié des zones dans le cortex cérébral du cerveau – juste derrière le front – qui sont les plus endommagées par les impacts répétitifs de la tête d'un ballon de football. Leur étude a également révélé que les dégâts entraînent des déficits cognitifs observés chez les joueurs de football qui dirigent fréquemment le ballon.
L'étude, publiée le 18 septembre Jama Network Opena été mené dans des joueurs de football adultes amateurs de New York.
Ce qui est important dans notre étude, c'est que cela montre, vraiment pour la première fois, que l'exposition aux impacts répétés de la tête provoque des changements spécifiques dans le cerveau qui, à leur tour, nuisent à la fonction cognitive. «
Michael Lipton, MD, PhD, chef d'étude, professeur de radiologie et de génie biomédical au Columbia University Vacelos College of Physicians and Surgeons
L'étude donne également aux chercheurs un outil d'imagerie cérébrale dont ils ont besoin pour détecter ces blessures chez les individus, en savoir plus sur les façons dont les impacts répétitifs de la tête affectent le cerveau et développent des traitements.
Une deuxième étude du laboratoire de Lipton, sous presse dans la revue neurology, a utilisé une technique d'imagerie différente pour regarder le cerveau et a trouvé des dommages connexes dans la même zone.
« Le fait que les deux techniques, en regardant deux caractéristiques différentes, trouvent la même association renforcent notre conclusion que ces changements médiatisent les effets cognitifs de la tête », explique Lipton.
Trouver des signes de lésion cérébrale
Les chercheurs ont utilisé une nouvelle technique d'imagerie pour rechercher des biomarqueurs de blessures en raison de la direction dans une zone du cerveau auparavant inaccessible à l'imagerie précise.
En utilisant l'IRM de diffusion, une technique qui examine la microstructure et l'organisation cellulaire, les chercheurs ont imaginé le cerveau des athlètes pour regarder l'interface entre la matière blanche et grise dans le cortex cérébral, la surface la plus externe du cerveau.
« Nous avons examiné cette interface parce que la matière blanche et grise a des densités différentes et évoluer à différents taux en réponse à l'impact de la tête », explique Lipton. « Cela crée des forces de cisaillement entre les deux types de tissus, laissant l'interface entre les deux couches vulnérables aux blessures. »
Les techniques typiques de l'IRMR fonctionnent bien pour analyser les structures au plus profond du cerveau, mais des obstacles importants limitent leur capacité à analyser les couches externes – les zones mêmes qui peuvent être les plus susceptibles des blessures de la tête. Un étudiant diplômé du laboratoire de Lipton, Joan Song, a développé une nouvelle méthode pour caractériser la microstructure dans les zones de transition entre la matière grise et blanche dans la surface extérieure du cerveau.
« Chez des individus en bonne santé, il y a une forte transition entre ces tissus », explique Song. « Ici, nous avons étudié si une atténuation de cette transition peut se produire avec des impacts mineurs causés par la rubrique. »
Ce que l'étude a trouvé
L'équipe de Lipton a effectué des scans DMRI sur 352 joueurs de football amateur adultes, qui ont signalé différents niveaux de direction de l'année précédente, et sur 77 athlètes de vieillissement aux personnes appliquées dans les sports de collision. Tous les joueurs ont subi des tests d'apprentissage et de mémoire simples.
Les en-têtes les plus fervents de la balle de plus de 1 000 en-têtes chaque année, les transitions de manière significativement plus floue entre la matière grise et blanche dans la région orbitofrontale mais pas dans d'autres régions plus loin dans le cerveau. Les joueurs qui ont le plus fréquemment dirigé le ballon ont également permis quelques points pire sur les tests d'apprentissage et de mémoire par rapport aux joueurs qui ont fait peu ou pas de rubrique.
Des dommages plus importants dans la zone de transition ont lié les impacts de la tête à des performances de test pires.
« Il est très fort que ces changements microstructuraux soient probablement une cause de déficits cognitifs », explique Lipton.
Quelle est la prochaine étape?
Le laboratoire examine maintenant la relation potentielle entre ces biomarqueurs et le développement ultérieur de l'encéphalopathie traumatique chronique (CTE), une maladie neurodégénérative qui a été diagnostiquée chez les athlètes qui ont connu de nombreux impacts à la tête sur leurs carrières de jeu.
« L'emplacement de l'anomalie que nous rapportons est remarquablement similaire à la pathologie du CTE, bien que nous ne sachions pas encore s'ils sont liés au CTE ou si l'un de ces athlètes actuellement en bonne santé développera le CTE. »
Le laboratoire de Lipton enquête également si l'activité cardiovasculaire peut aider à tamponner le cerveau des dommages causés par des impacts répétitifs.
