细思极恐的科学研究 - 前叉损伤可能影响大脑结构

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  • NeuroImage的新报告:《临床》是第一个记录接受ACL重建的人脑部变化的报告。

  • 研究发现膝盖受伤会影响大脑结构,并可能对其产生负面影响。

  • 各种类型的伤害以及对身体的特定部位的伤害,对大脑的影响可能不同,但效果可能相似。

一项新的研究发现,前十字韧带(ACL)损伤和随后的重建可能导致患者大脑结构发生变化。

在《神经影像:临床》杂志上的例子是第一个记录接受ACL重建的人脑部变化的报告。密歇根大学运动训练助理教授,共同主要作者林赛·勒普利(Lindsey Lepley)博士说,大脑的变化可能会在运动损伤中受到影响

作者说,简而言之,膝关节受伤会影响大脑结构,并可能对其造成负面的影响。

特拉华大学运动机能学和应用生理学教授Charles Buz Swanik博士指出:“大多数人不会想到踝关节扭伤或膝关节损伤会改变大脑结构,但这恰恰是正在发生的事情。”

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了解脑功能

科学家已经知道,在ACL手术后永久失去某些关节功能是很普遍的,韧带损伤也类似。

Lepley的小组研究了10例进行ACL重建的患者的MRI脑部扫描,结果发现皮质脊髓束的一部分(在大脑和肌肉之间发送信息)萎缩了。控制受伤膝盖的一侧比未受伤的一侧小约15%。这组作者说,这意味着经过重建的患者从大脑到肌肉的信息较少。

研究人员Adam Lepley博士说:“实质上,大脑不仅改变了它与身体其余部分的交流方式……而且,大脑的基本组成部分的结构组成也发生了变化。”密歇根大学运动学的研究小组认为这种改变是一种保护机制,身体可以借由这种机制来限制关节损伤周围不必要的活动。

先前的研究表明ACL损伤后皮质信号的变化。研究还表明,与没有受伤的人相比,有ACL损伤史的人更倾向于依靠视觉输入而不是视觉刺激来完成任务。

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受伤的影响

纽约大学朗格骨科中心的外科医生Claudette Lajam博士说,稳定膝关节的韧带(如ACL)受伤会导致膝盖的本体感受或运动感受损。

“控制ACL的特殊神经纤维会向大脑发送有关膝关节相关的信息。韧带撕裂时,大脑难以协调肌肉运动以防止膝关节进一步损伤。“这可能会导致肌肉失衡,以及关于膝关节发生的事情向大脑反馈不当。任其发展,这将成为一个恶性循环,并可能导致肌肉萎缩以及与膝盖周围肌肉的神经连接发生变化。”

拉贾姆指出,这就是受伤和手术后康复如此重要的原因

关节置换期间也会发生同样的事情-身体必须重新学习肌肉协调性。但是与ACL撕裂不同,关节置的患者可以提前计划手术相关事宜。他们可以在手术前稳定并加强身体,因此恢复健康的速度更快。

北卡罗来纳州阿巴拉契亚州立大学副教授艾伦·尼德勒(Alan Needle)博士说,研究人员仍在试图了解ACL损伤如何影响大脑。他们认为,伤害和长期变化会产生一定的影响。例如,当您的膝关节在最初受伤(或手术后)后肿胀疼痛时,可能会使神经系统的感觉组件超负荷。这可能会导致系统关闭肌肉,这被称为“人工关节肌肉抑制”,并导致随后的肌肉萎缩

在长期受伤的情况下,关节感觉特性的改变意味着神经系统的输入减少并且不一定会做出反应。由于大脑不断适应所有事物(称为神经可塑性),因此大脑会逐渐适应目前的情况,通常会较少关注受伤的关节并重新自我构造。不过Needle指出,这只是一个理论,需要做更多工作来记录该概念。

在ACL损伤和脚踝扭伤中可以看到皮质脊髓束的变化。Needle说,有证据表明,在肩部受伤以及腰背痛患者中也会发生类似的过程。

他解释说:“由于大脑很难自主激活肌肉,因此最终将需要更多的大脑部位来产生简单的运动。” 这就是康复后患者表现良好的原因。随着时间的流逝,他们最终可能会恢复为不良的运动模式,这可能会使受伤的可能性更大。

Needle说,各种类型的伤害以及对身体特定部位的伤害,对大脑的影响不同,但作用可能相似。受影响的组织类型或治疗方式可能会有所不同,但身体的反应方式可能相似。例如,疼痛和肿胀会影响人激活肌肉的能力。

研究人员仍在研究皮质脊髓束损伤是否是永久性的。

“我想说这是可逆的,” Needle说。“在皮质脊髓束中发生的可塑性是功能性驱动的,这意味着它不像中风那样,会带来结构性损害。因此,增加活动量以及运动模式训练会改善皮质脊髓束的质量。

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重新思考ACL重建

作者希望在治疗过程中采取系统的方法,不仅可以改善肿胀或运动范围。临床医生应考虑其他运动方式和肌肉激活,以使患者获得更好的结果。
莱斯利·利普利说:“有证据表明,使用了视觉再训练,不同的运动学习方式,如专注力提高以及生物反馈训练,这可以帮助大脑“重新连接”,以帮助身体适应新的正常状态。她的实验室使用生物反馈,运动学习干预,离心运动和电磁方式来改善康复结果。

它们产生了积极的影响,但有关其功效的研究仍处于初期阶段。

参考资料:
https://www.healthline.com/health-news/an-acl-tear-can-affect-your-brain-in-addition-to-your-knee

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