首次接触擒抱式橄榄球的年龄与前职业美式橄榄球运动员的皮质厚度相关

Age at First Exposure to Tackle Football is Associated with Cortical Thickness in Former Professional American Football Players

作者信息David Kaufmann, Nico Sollmann, Elisabeth Kaufmann, Rosanna Veggeberg, Yorghos Tripodis, Pawel P Wrobel, Janna Kochsiek, Brett M Martin, Alexander P Lin, Michael J Coleman, Michael L Alosco, Ofer Pasternak, Sylvain Bouix, Robert A Stern, Martha E Shenton, Inga K Koerte
PMID33676369
发布时间2021-06-10
DOI10.1093/cercor/bhab021

实验完整度

该研究为横断面观察性研究,包括神经影像测量和神经心理测试两个证据层级,存在明确的相关性分析,但缺乏纵向设计或干预验证。

主要模型

63名前NFL职业橄榄球运动员(伴有认知、行为和情绪症状)

重点核对

样本量:63名前NFL球员,年龄40-69岁,开始打橄榄球平均年龄11.4±2.6岁 纳入标准:至少12年组织性擒抱式橄榄球经历,至少2年NFL比赛经历,自我报告症状持续至少6个月 排除标准:入组前1年内有脑震荡史,MRI禁忌症,影响中枢神经系统的其他疾病 MRI采集:3T Magnetom Verio扫描仪,MP-RAGE序列,参数TR/TE=1800/3.36ms,TI=1100ms,体素1x1x1mm³ 统计校正:年龄、BMI、教育年限(学校年数)、总球龄,及蒙特卡洛簇级校正(阈值0.05)

摘要

较早开始打美式橄榄球(首次接触反复头部撞击的年龄)会增加晚年出现神经心理症状和大脑改变的风险。然而,首次接触年龄是否与美式橄榄球运动员的皮质厚度相关尚不清楚。63名前国家橄榄球联盟职业球员(55.5±7.7岁)伴有认知、行为和情绪症状,接受了神经影像学和神经心理学测试。首先,检验了皮质厚度与首次接触年龄之间的关联。其次,评估了皮质厚度减少的脑区与言语记忆、视觉记忆以及情绪/行为和注意力/精神运动速度的复合指标之间的关系。首次接触年龄与右侧额上皮质(簇级P值[CWP]=0.0006)、左侧顶叶皮质(CWP=0.0003)和双侧枕叶皮质(右侧:CWP=0.0023;左侧:CWP=0.0008)的皮质厚度呈正相关。右侧额上皮质的皮质厚度与言语记忆(R=0.333,P=0.019)以及右侧枕叶皮质与视觉记忆(R=0.360,P=0.012)之间存在正相关。总之,我们的研究结果表明,首次接触年龄较小与皮质厚度减少相关,而皮质厚度减少又与较差的神经心理表现相关。此外,在出现症状的前美式橄榄球运动员中,首次接触年龄较小与晚年神经退行性变迹象之间似乎可能存在关联。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
首次接触擒抱式橄榄球的年龄是否与晚年皮质厚度相关,且皮质厚度变化是否与神经心理表现相关?
核心机制
早期反复头部撞击暴露可能干扰关键神经发育时期,导致皮质厚度减少,进而加速晚年神经退行性变。
主要证据
在63名前NFL球员中,首次接触年龄与右额上、左顶叶、双侧枕叶皮质厚度呈正相关;右额上皮层厚度与言语记忆、右枕叶皮层厚度与视觉记忆呈正相关。
研究意义
研究提示早期接触橄榄球可能与晚年神经退行性变迹象相关,但需纵向研究确认。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

参与者招募和筛选

纳入符合标准的有症状前NFL球员并排除不符合条件者

从DETECT项目中筛选男性NFL球员,年龄40-69岁,至少12年擒抱式橄榄球经历,至少2年NFL比赛,且有认知、行为、情绪症状;排除脑震荡史、MRI禁忌等。

2

神经心理测试

评估多个认知领域和情绪行为症状,并提取因子分数

使用综合神经心理测试组合和自评问卷,原始分数转换为标准分,通过主成分分析提取四个因子分数:情绪和行为、注意力和精神运动速度、言语记忆、视觉记忆。

3

MRI数据采集和皮质厚度计算

获取高分辨率T1加权图像并计算全脑皮质厚度

使用3T Siemens Magnetom Verio扫描仪采集3D MP-RAGE图像,使用FreeSurfer v5.3进行分割和皮质厚度提取,基于Desikan-Killiany图谱进行表面配准和分割。

4

全脑相关分析

检验皮质厚度与首次接触年龄的关联

使用FreeSurfer QDEC进行全脑相关分析,校正年龄、BMI、教育年数和总球龄,并采用簇级蒙特卡洛模拟校正多重比较。

5

事后相关分析

评估显著簇的皮质厚度与神经心理因子分数的关联

对显著簇提取平均皮质厚度,与四个因子分数进行偏相关分析,校正年龄、BMI、教育、种族和总球龄。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Magnetom VerioSiemens Healthcare--
FreeSurfer--version 5.3
3D Slicer--version 4.5
SPSSIBMversion 26.0
GraphPad PrismGraphPad Software Inc.version 7.0

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
参与者筛选
纳入标准:男性,40-69岁,至少12年橄榄球经历,至少2年NFL,症状持续≥6个月;排除标准:近期脑震荡等
阅读提示:Methods: Study Design and Participants
神经心理评估
使用的测试量表及因子分数计算(情绪/行为、注意力/精神运动速度、言语记忆、视觉记忆)
阅读提示:Methods: Neuropsychological Testing
MRI采集
扫描仪型号、序列参数(TR/TE, TI, voxel size, flip angle)
阅读提示:Methods: Magnetic Resonance Imaging - Image Acquisition
皮质厚度计算
FreeSurfer版本、处理流程(去颅骨、Talairach转换、强度归一化、拓扑校正等)、平滑核大小
阅读提示:Methods: Image Processing and Calculation of Cortical Thickness
统计分析
全脑相关分析的校正变量(年龄、BMI、教育、总球龄),簇级蒙特卡洛校正阈值;事后偏相关分析的校正变量(年龄、BMI、教育、种族、总球龄)
阅读提示:Methods: Statistical Analysis