Eine Region am Hirnstamm (orange) könnte als „Kanarienvogel in der Kohlenmine“ dienen, um Hirnschäden zu identifizieren, die durch wiederholte Kopfverletzungen beim Sport verursacht werden.
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Der vertraute donnernde Soundtrack des Fußballs bedeutet für viele Fans nichts anderes als ein gut durchgeführtes Spiel. Doch für Neurowissenschaftler können diese Geräusche ein viel dunkleres Signal sein: Gehirnschäden. Eine neue Studie zeigt nun, dass das Spielen von nur einer Saison College-Football das Gehirn eines Spielers schädigen kann, selbst wenn er keine Gehirnerschütterung erleidet.
Ärzte und Spieler sollten die Ergebnisse zur Kenntnis nehmen, sagt Stephen Casper, ein Medizinhistoriker an der Clarkson University in Potsdam, New York, der sich mit Gehirnerschütterungen befasst, aber nicht an der Arbeit beteiligt war. „Es ist nur ein weiterer Beleg dafür, dass die Menschen klar und deutlich vor dem Fußballspielen gewarnt werden sollten.“
Nur Ärzte können eine Gehirnerschütterung diagnostizieren. Sie achten in der Regel auf undeutliche Sprache und Koordinationsstörungen und führen eine körperliche Untersuchung auf Symptome wie erweiterte oder ungleiche Pupillen durch. Verletzungen, die nicht mit einer Gehirnerschütterung gleichzusetzen sind, werden oft übersehen, aber wenn sie häufig auftreten, können sie das Gehirn genauso schädigen.
In der neuen Studie beobachteten Forscher der University of Rochester (U of R) in New York 38 Fußballspieler der Schule. Die Sportler trugen Helme, die mit Beschleunigungsmessern ausgestattet waren, um die Anzahl und Stärke der Schläge während des Trainings und der Spiele zu messen. Vor und nach jeder Saison machten die Wissenschaftler MRT-Scans der Gehirne der Spieler. Die Forscher untersuchten insbesondere das Mittelhirn, eine Region im Hirnstamm, die primitive, gedankenlose Funktionen wie das Hören und die Temperaturregulierung steuert. Wenn der Kopf eines Spielers aus einem beliebigen Winkel getroffen wird, kräuselt sich das Gehirn wie die Oberfläche eines Teichs nach einem Steinwurf, erklärt Studienautor Adnan Hirad, Medizinstudent an der U of R. Obwohl die Kräfte viele Regionen des Gehirns treffen können, ist das Mittelhirn aufgrund seiner zentralen Lage am ehesten von Schäden betroffen.
Die Ergebnisse waren auffällig. Obwohl nur zwei der 38 Spieler eine Gehirnerschütterung erlitten, wiesen mehr als zwei Drittel von ihnen Veränderungen an der Integrität der weißen Substanz ihres Mittelhirns auf. Rotationstreffer – wenn der Helm eines Spielers von einem Streifschuss getroffen wird – waren besonders schlimm für die weiße Substanz des Mittelhirns, berichtet das Team heute in Science Advances.
Die Forscher fanden die gleiche MRT-Signatur von Verletzungen im Mittelhirn auch in einer anderen Kohorte mit diagnostizierten Gehirnerschütterungen. In dieser zweiten Kohorte korrelierten die Veränderungen im Mittelhirn mit erhöhten Werten des Tau-Proteins in den Blutbahnen der Betroffenen. Dieses Protein, das auf eine Schädigung der Gehirnzellen hinweist, wird mit chronischer traumatischer Enzephalopathie in Verbindung gebracht, einem Zustand, der Gedächtnisverlust, Depressionen und emotionale Instabilität verursachen und schließlich zu Demenz führen kann.
Das Mittelhirn ist so etwas wie der „Kanarienvogel in der Kohlenmine für das gesamte Gehirn“, sagt Studienautor Bradford Mahon, ein Neurowissenschaftler an der Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania. Mahon und Hirad hoffen, dass sich die Region in Zukunft für Ärzte und Forscher als nützlich erweisen und ein differenzierteres Bild davon vermitteln wird, wie die sich wiederholenden Schläge des Fußballs das Gehirn von Spielern schädigen können, selbst wenn sie keine Gehirnerschütterung haben.
Die Wissenschaftler planen, ihre Forschungsergebnisse zur Entwicklung von Algorithmen zu nutzen, die Daten von Helm-Beschleunigungsmessern sammeln und anzeigen könnten, wann ein Spieler gefährliche Schäden erlitten hat. Als ersten Schritt hat das Team das Open Brain Project ins Leben gerufen, bei dem Spieler ihre Helmdaten hochladen können.
Auch wenn Casper die Studie begrüßt, stellt sich für ihn die Frage, ob College-Studenten angesichts der Risiken überhaupt Fußball spielen sollten. „Ich fürchte, die Antwort ist nein.“
*Korrektur, 9. August, 17:35 Uhr: Dieser Artikel wurde aktualisiert, um zu verdeutlichen, dass in einer separaten Kohorte von Personen, die Gehirnerschütterungen erlitten hatten, höhere Werte des Tau-Proteins gefunden wurden.