《Sport Sciences for Health》：Does a header a day keep the positive effects of physical activity on cognitive performance away? A call to consider physical activity-related head impacts as a moderator variable
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本综述创新性地提出将体力活动（PA）相关的头部撞击（如足球中的头球）作为关键调节变量，挑战了“PA必然改善认知”的传统认知。文章系统梳理了运动相关脑震荡（SRC）和重复性“亚脑震荡”头部撞击（RSHIs）的短期与长期影响，指出头部撞击可能削弱PA的认知益处。作者呼吁未来研究在PA分类（如开放式/闭式技能PA）中明确纳入头部撞击因素，为实现个体化PA处方提供新视角。
背景
大量证据表明，急性与慢性体力活动（PA）能够改善认知表现，而PA的剂量与类型等因素是影响此效果的重要调节变量。值得注意的是，某些PA类型（例如足球）包含可能削弱PA对认知表现积极影响的事件（例如头球），而这一问题在部分PA分类方法（如开放式与闭式技能PA）中未得到明确考量。因此，本文旨在超越“PA改善认知”的直观视角，倡导在研究或发展PA对认知健康与表现影响的理论时，应将特定PA类型（如足球）中固有的头部撞击视为一个重要的调节变量。
体力活动相关（重复性）头部撞击与认知健康
为阐明PA相关头部撞击事件（如足球中的头球）如何影响认知表现，运动相关脑震荡（SRC）和重复性“亚脑震荡”头部撞击（RSHIs）是两个核心概念。
运动相关脑震荡对认知健康的短期与长期影响
SRC可对特定认知表现指标（如记忆力、执行功能和精神运动表现变差）产生有害影响，这些影响通常被认为在伤后2-4周内消退。然而，越来越多的证据表明，部分个体会经历更长的恢复期。观察性研究显示，有SRC病史的退役运动员相较于无此病史者，认知表现更差。对于部分个体，SRC可能引发长期挑战，表现为脑震荡后综合征（PCS），其症状（如头痛、眩晕、恶心）在急性恢复期后持续存在，并与认知表现改变相关。此外，SRC后数月甚至数年，功能性大脑活动模式（如通过事件相关脑电位等神经电指标评估）可能发生改变，这些改变独立于SRC症状，可被解读为大脑资源效率降低和认知健康受损的标志。目前关于SRC对认知表现长期影响的证据尚无定论，未来研究应考虑长期SRC相关神经生物学改变（如功能和结构脑变化）在影响认知中的潜在作用。
重复性亚脑震荡头部撞击对认知健康的短期与长期影响：以足球为例
关于短期影响，研究表明，进行20次连续孤立头球后，年轻业余男性足球运动员的工作记忆表现立即下降。类似地，在真实条件下进行头球的组别在干预后30分钟表现出认知功能受损（King-Devick测试错误增多），而虚拟现实头球组则表现出认知改善和更高效的神经处理。一项随机对照试验发现，20次孤立头球暴露改变了运动皮层的大脑生物化学（质子磁共振波谱显示总N-乙酰天冬氨酸和总肌酸增加），降低了白质组织电导率，并在24小时和7天后增加了血液中脑损伤标志物（胶质纤维酸性蛋白和神经丝轻链）的水平，但对记忆力、静息态功能连接、脑血流等其他MRI指标或脑电图测量指标无显著影响。
相比之下，当头球嵌入常规训练课程中或之后进行急性PA时，一些研究未立即检测到认知表现或大脑结构测量的有害影响。然而，这并非普遍现象。有研究报道，在精英女足和男足运动员中，在包含头球（平均约152次和256次）的85分钟训练课后1小时随访时，注意力与认知灵活性表现变差，并且血液生物标志物（如tau蛋白）发生显著变化。这些发现表明，急性PA的积极效应可能掩盖头球的负面认知效应，反之，头球的负面影响也可能削弱PA的益处。头球对认知表现负面影响的时程动态相对复杂，其效应可能被急性PA的积极效应所掩盖。
关于长期影响，观察性研究证据表明，头球频率增加与以下情况相关：前职业和现役男性职业足球运动员记忆力变差；前男性职业足球运动员右顶叶、颞叶和枕叶皮层厚度减少及相关精神运动速度和视觉搜索性能下降；业余和职业混合样本注意力与视觉搜索表现变差；女性青少年业余足球运动员抑制控制表现变差；业余运动员混合样本精神运动速度、注意力、记忆力表现变差，白质异常，以及灰质-白质界面和眶额沟深度的微观结构破坏，这些微观结构破坏介导了更高的RSHI暴露与言语学习或言语记忆变差之间的关联。此外，头球频率高还伴有脑血流调节受损（与整体认知表现变差相关）以及脑血管反应性降低。
然而，也有相当数量的研究未报告头球频率与认知表现（如注意力、执行功能、记忆力）之间存在负面关系，这些研究涉及男性/女性青少年足球运动员、高中/大学足球运动员、半职业女足运动员、男性职业足球运动员以及前男性职业足球运动员。一项前瞻性队列研究甚至观察到青年足球锦标赛（3-6场比赛，平均每名球员4次头球）后，与赛前和赛后值相比，认知表现或急性脑损伤指标没有恶化。一项为期4周的随机对照试验也显示，头球训练组（1小时训练课约100次头球）未对注意力、工作记忆或视觉空间智力产生负面影响。
这种混合的长期发现可能与某些潜在调节因素的影响有关，例如生物性别、遗传易感性、首次接触头球的年龄、观察期或其他生活方式因素（如睡眠）。其中，生物性别作为一个公认的PA与认知健康关系的调节变量，可能扮演着重要但尚待深入研究角色。有证据表明，急性头球暴露对精英女足运动员注意力与认知灵活性的负面影响比男足运动员更甚，尽管暴露量较低；在业余运动员中，头球频率增加与女性学习表现变差相关，而与男性无关；相似的头球暴露与成年业余女足运动员比男运动员更广泛的白质改变相关；前男性职业足球运动员观察到皮层变薄，而女性中未发现。
对当代科学实践与理论发展的启示
总结现有证据，部分研究表明SRC和RSHIs可能对认知表现产生短期和长期负面影响，而其他研究（关于SRC的长期影响以及RSHIs的短期和长期影响）则未发现。然而，正如他人所假设，SRC和RSHIs未显示与认知表现负相关并不排除这些事件可能减弱急慢性PA对认知表现的积极效应的可能性。一项前瞻性研究支持了这一假设，该研究观察到，在整个赛季中，参与无RSHIs运动的青少年其感觉运动和抑制控制性能显著改善，而足球运动员组则无此改善，且长传头球次数越多，感觉运动和抑制控制性能下降越明显。
因此，有证据表明RSHIs可能减弱慢性PA对认知表现的积极短期和长期效应。尽管有足够证据支持应将SRC和RSHIs作为分析PA对认知影响的调节变量来考虑，但在科学实践（如分析规律PA与认知剂量反应关系的Meta分析）中，考虑SRC和RSHIs影响的做法一直被忽视。
未来研究与理论发展建议
为推动未来研究探讨PA相关头部撞击是否会减弱急慢性PA对认知表现的影响，建议优先采取以下行动：
- 1.
在当代科学实践与理论发展中考虑SRC和RSHIs的调节作用。建议将“含（重复）头部撞击的PA”和“不含（重复）头部撞击的PA”的标签视为连续谱的端点而非二元分类器。
- 2.
建议将SRC和RSHIs视为分析PA对认知健康与表现影响时的独立因素。有证据表明不同类型的PA导致SRC和RSHIs的剂量不同，且SRC和RSHIs对中晚年特定认知健康指标有独立影响。
- 3.
建议未来使用含头部撞击的急慢性PA改善认知表现的研究，应评估并报告头部受外力作用的剂量，以确定削弱PA积极效应的临界剂量。需遵循此类研究的质量标准建议，并参考近期德尔菲共识声明中关于足球头球的描述符、定义和报告方法，考虑头部撞击强度、频率、时间间隔和暴露持续时间等因素。可使用加速度计非侵入性测量头部撞击剂量。
- 4.
提出SRC和RSHIs可能减弱特定（精英）头部撞击运动项目中认知训练的积极效果。因此，在此应用场景中考虑SRC和RSHIs也具相关性。
结论
当前证据普遍解读为急慢性PA能改善认知表现，且PA类型可能调节此效应。然而，深入审视文献发现，特定PA类型（如足球）包含可能削弱此种益处的事件（如SRC和RSHIs）。鉴于SRC和RSHIs非常普遍却未在当代PA类型分类方法中得到明确考虑，我们建议在未来科学实践与理论发展中考虑它们，这将为理解PA与认知之间的剂量反应关系增添富有成效且细致入微的见解，并成为实现更佳个体化PA处方的关键前提。
