前美式橄榄球运动员脑沟形态学改变：重复性头部撞击的潜在神经影像学生物标志物研究

为解决重复性头部撞击（RHI）与慢性创伤性脑病（CTE）病理关联缺乏活体生物标志物的问题，研究人员针对前美式橄榄球运动员开展脑沟形态学MRI研究。结果显示：运动员左侧额上沟深度显著变浅，且左侧枕颞沟宽度与早期暴露年龄及职业生涯时长正相关；线性加速度累积暴露量与额上沟浅化相关。该研究提示脑沟形态可能成为RHI累积暴露的潜在影像标志物，为CTE的早期识别提供新方向。

　　

在接触性运动领域，长期重复性头部撞击（Repetitive Head Impacts, RHI）与慢性创伤性脑病（Chronic Traumatic Encephalopathy, CTE）的关联已成为公共卫生的重要议题。CTE是一种仅在尸检中可确诊的神经退行性疾病，其特征为磷酸化tau蛋白（p-tau）异常聚集，尤其在额叶和颞叶脑沟深处。前美式橄榄球运动员因职业生涯中持续暴露于高频率头部撞击，成为CTE的高危人群。然而，目前缺乏能够在活体中有效检测CTE相关病理改变的生物标志物，临床诊断主要依赖症状描述（如创伤性脑病综合征，TES），缺乏客观生物学依据。

为此，由Leonard B. Jung、Hector Arciniega等学者领衔的国际研究团队在《Brain Communications》发表了针对前美式橄榄球运动员脑沟形态的影像学研究。该研究基于DIAGNOSE CTE项目的多中心数据，旨在探索脑沟宽度与深度是否可作为RHI暴露和潜在CTE病理的影像学生物标志物。

研究采用多模态神经影像技术，重点包括：1）高分辨率3T结构磁共振成像（MRI）采集T1w和T2w序列，使用FreeSurfer v7.1进行皮质分割和脑沟量化；2）通过CalcSulc工具箱计算脑沟宽度与深度，聚焦于CTE易累及的额上沟和枕颞沟区域；3）Floritaucipir PET成像检测tau蛋白沉积，采用标准化摄取值比（SUVR）定量分析；4）基于自述问卷估算累积头部撞击指数（CHII），包括频率、线性加速度和旋转力；5）应用标准化神经心理学测验评估认知功能。研究对象包括169名前美式橄榄球运动员（平均年龄57.2岁）和54名无RHI暴露的无症状对照组（平均年龄59.4岁）。

研究结果

群体水平脑沟形态差异

研究发现，前运动员组左侧额上沟深度显著浅于对照组（95% CI: -0.96至-0.07, p=0.04），而脑沟宽度未见组间差异。右侧半球及枕颞沟区域虽观察到变化趋势，但未达到统计学显著性。

RHI暴露因素与脑沟形态的关联

较早开始参与橄榄球运动与左侧枕颞沟宽度增加显著相关（p=0.03），职业生涯年限延长同样与该区域加宽相关（p=0.047）。更有意义的是，线性加速度累积暴露量（CHII-G）较高者，其左侧额上沟深度显著变浅（p=0.03），提示力学冲击强度与脑沟形态改变存在剂量效应关系。

临床诊断、认知功能与分子影像的缺失关联

出乎意料的是，脑沟形态参数与TES临床诊断、CTE病理确定性分级、神经心理学测验表现（如MoCA、Trail Making Test）及flortaucipir PET示踪剂摄取均无显著相关性。这表明脑沟改变可能独立于当前临床症状和tau蛋白聚集水平，更直接反映RHI的物理效应。

讨论与结论

本研究首次在大样本前瞻性队列中证实，前美式橄榄球运动员的脑沟形态改变与RHI暴露历史密切相关，尤其是左侧额上沟深度变浅和枕颞沟加宽，可能与CTE病理早期的皮质萎缩机制相关。脑沟区域作为力学应变集中区域，易受头部撞击影响，导致神经轴索损伤和继发性tau病理，进而引发沟壁萎缩与形态改变。

然而，脑沟形态与临床症状、认知表现及tau PET的脱节提示：1）脑沟改变可能是RHI暴露的早期结构标志，而非晚期病理产物；2）当前TES诊断标准对生物标志物的整合不足，需进一步优化；3）flortaucipir PET对CTE特异性tau聚集的检测能力仍需验证。

该研究的创新性在于将脑沟形态定量分析与多维暴露指标结合，为RHI相关神经退行性变的活体评估提供了新思路。未来需通过尸检病理对照和纵向设计，验证脑沟参数对CTE的预测价值，并拓展至女性、其他运动人群及军事外伤群体，以推动CTE的早期诊断与干预策略发展。