急性青少年脑震荡时静息态 EEG 微状态动力学的改变

为什么青少年脑震荡需要更好的脑部检测

每年都有无数青少年在运动中头部受撞并被诊断为脑震荡，而诊断仍然在很大程度上依赖于他们的主观感受。然而，这类损伤背后的大脑变化在很大程度上仍然隐蔽，标准成像如 MRI 昂贵、耗时且并不总是可得。本研究探讨了一种基于 EEG 的快速、可携带脑功能检测方法——通过头皮记录大脑电活动——是否能揭示微妙模式，从而将近期受伤的青少年运动员与健康同龄人区分开来。

倾听静息状态下的大脑

研究者并没有在运动员执行任务时检测他们，而是关注闭眼静息状态下的大脑。即便在这种安静状态中，我们的大脑也会循环出现持续仅为几分之一秒的短暂稳定活动模式。这些模式称为“微状态”，可以视为大规模脑网络随时间相互通信的快照。通过研究每种微状态持续的时间、出现的频率以及占据的总时间，科学家可以推断诸如脑震荡等损伤是否破坏了大脑的内部通讯。

研究如何进行

研究团队招募了 34 名右撇子男性运动员，年龄在 10 至 18 岁之间；在剔除噪声记录后，分析了 20 名健康者和 12 名脑震荡者的数据。所有脑震荡运动员均在两周内受伤并仍有症状，如感觉迷糊、头晕、疲倦或易怒。研究者对每位受试者进行了五分钟的闭眼 EEG 记录，使用 64 个传感器的帽子。随后他们对信号进行了仔细清理，去除眼睑眨动、肌电活动和坏电极带来的噪声，然后应用专门的计算方法识别微状态。

七种大脑“快照”与发生的变化

从所有 EEG 记录中提取出七种不同的微状态，标记为 A 到 G，这些模式与其他大型研究报道的相匹配。这些微状态与已知支持注意力、自我反思和运动的脑网络相关。将健康组与脑震荡组比较时，七种微状态中有三种出现了明显差异。一种模式（微状态 E）与帮助大脑注意重要事件并在心理任务间切换的网络相关，在脑震荡运动员中其持续时间较短。另一种模式（微状态 G），与感觉运动和与平衡相关的脑区相关，出现频率较低、持续时间较短，并且在静息期所占比例在脑震荡后减少。

大脑向内拉扯且反应准备性降低

相反，与自我聚焦思维和走神相关的微状态 C 则显示相反变化：在脑震荡组中其出现更频繁且占据更多时间。这可能反映出大脑更偏向内向关注、在转向外界处理信息时效率下降——这与感到分心、迷糊或“感觉不对劲”等主诉一致。尽管微状态 E 的变化与症状严重程度之间的关联未达到严格的统计显著性，但趋势表明感觉更差的运动员在这一关键注意相关模式上倾向于表现出更多紊乱。

这对场边护理的潜在意义

这些早期发现表明，即便是青少年的轻度脑震荡也可显著扰乱大脑瞬时活动模式，而这些改变通常在标准成像出现异常之前就已存在。由于 EEG 设备便携且相对低成本，将其与微状态分析相结合，有朝一日可能为教练和临床医生提供一种客观的、基于大脑的方式来辅助脑震荡诊断与恢复追踪。尽管这是一项样本较小且全部为男性的研究，仍需在更大、更多样化的人群中进一步验证，但研究指向了这样一种未来：几分钟的静息脑记录或许能帮助家庭、运动员与医生回答一个迫切的问题：大脑真的准备好重新上场了吗？

引用: Sattari, S., Damji, S., McLeod, J. et al. Altered resting state EEG microstate dynamics in acute concussion in adolescents. Sci Rep 16, 6986 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-37259-7

关键词: 青少年脑震荡, EEG 微状态, 脑网络, 运动相关头部损伤, 脑震荡生物标志物