西奈山伊坎医学院的科学家们首次在头部撞击死亡动物——麝牛和大角羊——的大脑中发现了脑震荡和其他头部创伤的特征。发表在《神经病理学学报》上的研究结果可能与人们普遍认为的撞击动物不会造成脑损伤的观点相矛盾，并支持了一种观点，即对大脑进化与人类相似的动物进行研究可能有助于研究人员理解和减少创伤性脑损伤。
“创伤性脑损伤导致的死亡和残疾是一个普遍存在的问题，需要更好的解决方案，”伊坎山西奈分校博士后、该研究的负责人妮可·阿克曼斯博士说。“我们发现，经常进行头部撞击的动物实际上可能会遭受人类所见的创伤性脑损伤。这开启了一种可能性，即通过研究这些动物，我们可以了解很多关于创伤性脑损伤的知识。”
阿克曼斯博士和她的同事研究了格陵兰岛的三只麝牛和四只大角羊的大脑，这些大脑都是从科罗拉多州和犹他州的公园以及纽约的布法罗动物园获得的。
人们从这些有角的动物身上获得大脑的部分原因是，众所周知，它们会进行激烈的头对头碰撞，通常是在交配和社会等级仪式中。例如，雄性麝牛在撞击前通常能达到每小时30英里的速度。尽管一些研究已经观察到创伤性脑损伤(TBI)的症状，如表现出晕头晕脑，但还没有直接测试麝牛和其他撞击动物的大脑是否显示出任何损伤。
另一个原因是，牛——比如牛、羊、水牛、瞪羚，以及研究中的动物——都有gyrencephalic大脑，或折叠的大脑，这在人类中也存在。
“我们的实验室试图用进化来帮助解决医学之谜，”伊坎西奈山神经科学教授、该研究的资深作者帕特里克·r·霍夫医学博士说。“TBI研究的难点之一是，大多数研究都是在光滑的啮齿动物大脑上进行的。我们认为，研究撞击牛的大脑可能会为理解人类的脑外伤提供一个更好的模型。”
当他们第一次到达时，这些动物的大脑看起来很健康，大脑扫描显示，每个动物的大脑的整体结构都是完整的。
伊坎山西奈的科学家们在麝牛的大脑中发现了TBI的特征，这些特征已经被磷酸化tau蛋白的抗体治疗过。图片来源:纽约州伊坎山西奈Hof实验室
为了寻找脑外伤损伤的迹象，研究人员将大脑切成薄片，并用检测人类或小鼠中磷酸化tau蛋白的抗体对薄片进行处理。这种tau蛋白是损伤的标志，经常出现在阿尔茨海默氏症患者的大脑中，或在包括慢性创伤性脑病(CTE)在内的脑外伤患者的大脑中。
当他们在显微镜下观察大脑时，他们发现麝牛的大脑中有一种抗体可以很容易地检测到，而大角羊的大脑中有一种不同的抗体，可以很容易地检测到。
“一开始我们很惊讶。这类研究的挑战之一是，我们不知道用于人类和啮齿动物的抗体是否对牛的大脑有效，”阿克曼斯博士说。“我们发现这些抗体的事实很重要。这表明这些动物的大脑，尤其是麝牛，承受着类似tbi的损伤。”
进一步的分析支持了这个观点。例如，麝牛大脑的前额叶皮层有高水平的tau蛋白缠结，特别是在皮层表面附近。
阿克曼斯博士说:“这种模式有时会出现在CTE患者的大脑中。”“我们的结果打开了一种可能性，即这些动物的大脑遭受慢性、重复性损伤，就像在一些TBI患者身上看到的那样。”
相反，当研究人员观察老年痴呆症患者的大脑切片时，他们看到了一个更均匀、更广泛的染色模式。
奇怪的是，一只年老的雌性麝牛的染色率要高得多——大约是年老的雄性的20倍，是另一只雌性的5倍。这与研究人员的假设相反，因为众所周知，男性比女性更频繁、更用力地撞击对方。
“这项研究给我们留下了许多有趣的问题，比如:为什么雌性麝牛的大脑比雄性麝牛的大脑受损更多?”这是因为头骨解剖的不同吗?为什么大角羊的大脑损伤如此之小?有可能利用我们从这些动物身上获得的知识来开发更好的治疗脑外伤的方法吗?”ackerman博士说。
