非震荡性头部撞击、认知功能与月经周期：一项针对精英女子足球运动员的概念验证研究

《Experimental Brain Research》：Non-concussive impacts, cognition, and the menstrual cycle: a proof-of-concept study of elite female footballers

　　

现有证据表明，女性可能更易受到运动相关脑震荡的影响，且症状严重程度会因月经周期阶段不同而加重并持续更久。研究人员探究了月经周期阶段是否会影响精英女子足球运动员的非震荡性顶球运动学特征，以及此类撞击是否会损害运动员的认知功能。5名月经规律的精英女子足球运动员（平均年龄Mage=23±4岁）参与了一项为期16周的概念验证研究，期间对月经周期阶段进行追踪，并监测认知功能。参与者每周完成一次标准化顶球训练，将球从5米外抛向受试者，受试者完成头顶球动作。头部加速度通过定制模具的PROTECHT智能牙套进行测量。共记录256次顶球动作，结果显示不同月经周期阶段的头部加速度无显著差异。然而，认知功能的改变与顶球完成情况以及月经周期阶段相关。在受控条件下，月经周期期间的激素波动可能会独立于头部撞击生物力学特征影响精英女性运动员的认知功能。研究人员同时指出，本研究验证了所用牙套设备的安全性、有效性，且实验方案易被运动员接受。这些结果应在未来扩大样本量并结合比赛相关顶球的研究中予以考虑。

论文解读

研究背景与意义

足球是全球少数允许运动员主动用头部触球的运动，重复性脑部撞击（无论是否造成脑震荡）已被证实是神经退行性疾病的风险因素。既往研究显示，女性运动员的脑震荡易感性更高，且症状更严重、持续时间更长，可能与月经周期激素波动有关。然而，非震荡性顶球这一日常训练场景对女性认知功能的影响尚未明确，且机制不清。此外，现有研究多依赖回顾性自我报告，缺乏客观的生物力学监测数据。在此背景下，伦敦大学学院研究团队于《Experimental Brain Research》发表概念验证研究，首次结合智能牙套监测与精细认知评估，探索月经周期、非震荡性头部撞击与认知功能的关联，为女性运动员脑健康防护提供实证依据。

关键技术方法

研究招募英格兰第三级别女子联赛的单俱乐部精英球员（McKay框架Tier 4），初始纳入9人，最终5名月经规律者完成全程。采用FitrWoman应用程序结合尿液促黄体素检测追踪5个周期阶段：月经期、晚卵泡期、排卵期、黄体中期、黄体晚期。使用定制PROTECHT智能牙套（内置三轴加速度计与陀螺仪，采样率1 kHz）测量峰值线性加速度a_linear、峰值旋转速度v_rotational及峰值旋转加速度a_rotational，设定5 g为撞击识别阈值。每2-3周进行一次标准化顶球测试：研究者从5米外抛掷标准5号足球，受试者完成10次防守式顶球，全程视频同步。认知功能通过已验证的运动特异性电池测试评估，包括简单反应时、持续注意力、抑制功能及空间时机预期任务，于每次顶球前后即刻完成。统计分析采用线性混合模型与重复测量方差分析，显著性水平设为p<0.05。

研究结果

参与者

5名完成研究的球员年龄23±4岁，身高163.5±5.5 cm，体重62.4±6.2 kg，平均周期长度26±2天，数据采集时间为2023年8月9日至12月2日。

头部加速度

共记录256次有效撞击，球速6.1±0.5 m/s，平均线性加速度17.5±5.4 g，旋转加速度1479±548 rad/s²。经对数转换后的线性与旋转加速度在不同周期阶段均无统计学差异（p=0.30；p=0.25）。

认知功能

反应时

复合反应时存在显著周期主效应（F(3,26)=6.45，p=0.002）：排卵期反应时短于晚卵泡期与黄体中期（均p<0.04）。分项任务显示，持续注意力与抑制任务的反应时在排卵期显著短于黄体中期（均p<0.002），抑制任务反应时在排卵期也短于晚卵泡期（p=0.04）。顶球未引起整体反应时的即刻显著改变。

错误率

总操作错误数与时机误差均无周期或时间主效应，也无交互作用（均p>0.11），顶球未导致错误率即刻变化。

头部加速度对简单反应时的影响

接触负荷（线性与旋转加速度的z评分之和）可预测顶球后简单反应时延长（R²=0.88，p=0.003，95%CI 0.36–1.40），但对操作错误无预测作用。

讨论与结论

研究首先推翻了“黄体期高孕酮会增加头部加速度”的初始假设，发现周期阶段不影响顶球生物力学特征，这可能与所用训练式短传顶球强度较低有关，未来需纳入比赛场景的旋转性撞击。其次，研究证实激素波动本身即可影响认知表现——排卵期雌激素峰值时反应最快，黄体期则较慢，这与既往关于雌激素兴奋皮层、孕酮抑制皮层的机制一致。更重要的是，顶球造成的累积接触负荷会独立于周期阶段进一步延长简单反应时，提示非震荡性撞击对认知的潜在损害可能在特定激素窗口被放大。

研究人员强调，本研究验证了智能牙套在精英运动场景的可行性，设备安全性与接受度高，适合大规模推广。但受限于小样本，结论需谨慎解读。未来研究应扩大队列、结合血清激素检测、纳入比赛相关顶球，并探索颈肌力等中介因素。该研究为制定女性运动员个性化的脑震荡预防策略提供了首个实证框架，也为运动医学领域的性别差异化研究树立了方法学标杆。

结论明确指出：在受控训练条件下，月经周期不影响精英女子足球运动员的非震荡性顶球头部加速度，但激素波动与头部撞击共同作用于认知功能。这一发现呼吁在运动员健康监测中纳入月经周期追踪，为优化训练安排与损伤防护提供科学依据。