Etude des effets sur la microstructure et le fonctionnement cérébral et cognitif des traumatismes crâniens mineurs répétitifs dans la pratique du football et recherche de moyens de protection.

Effects on brain microstructure and cognitive functioning of repetitive head impacts in football and search for protective device.

• Auteur / Autrice : Hélène Cassoudesalle
• Direction : Patrick Dehail
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences cognitives et Ergonomie - Option Sciences Cognitives
• Date : Soutenance le 29/03/2021
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sociétés, politique, santé publique (Talence, Gironde ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Bordeaux population Health
• Jury : Président / Présidente : Jacques Luauté
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Dehail, Sophie Jacquin-Courtois, Eléonore Bayen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Jacquin-Courtois, Eléonore Bayen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sciences cognitives

Imagerie médicale

Crâne -- Lésions et blessures

Mots clés libres

Football

Traumatisme crânien

Neuro-Imagerie

Cognition

Commotion cérébrale

Biomécanique

Soccer

Traumatic Brain Injury

Neuroimaging

Cognition

Concussion

Biomechanics

Résumé

Le football, sport très populaire, expose à un risque de commotion cérébrale et d'impacts crâniens répétitifs, avec une particularité : le jeu de tête qui est à l'origine d'impacts tête-ballon à haute cinétique fréquents et intentionnels, pouvant entrainer un dysfonctionnement cérébral, qualifié de « sous-commotionnel ». Les effets cumulés à court et long terme sur le cerveau des impacts crâniens répétés au football restent inconnus. Certaines études suggèrent un risque de troubles cognitifs persistants et de maladies neurodégénératives à long terme. Dans notre travail, les résultats épidémiologiques ont mis en évidence un mécanisme principal à l’origine des commotions cérébrales dans le football professionnel masculin : l’impact tête contre tête, survenant lors des duels aériens liés à la pratique du jeu de tête. Reconnaitre ce mécanisme à risque est d’autant plus important que les résultats ont aussi montré la persistance d’un manque de détection et de prise en charge des potentielles commotions cérébrales sur le terrain. Par ailleurs, l’effet sur le cerveau des impacts crâniens sous-commotionnels lors du jeu de tête répété au football a été étudié par des techniques de neuroimagerie. Nos résultats suggèrent que la pratique régulière du football par de jeunes joueurs adultes entrainerait des modifications cérébrales subtiles, à la fois dans les réseaux de connectivité cérébrale fonctionnelle et dans le volume cortical, en association avec l’exposition à des impacts tête-ballon intentionnels pendant une saison et en l’absence de commotion cérébrale. Enfin, des effets cognitifs aigus avec une diminution de performances mnésiques ont été retrouvés immédiatement après une série de 10 impacts tête-ballon réalisés intentionnellement par des footballeurs en condition expérimentale. De plus, un équipement par protection intra-buccale conçue sur mesure et portée pendant ces 10 impacts était associée à une diminution de l’accélération maximale de la tête des joueurs lors des impacts et à une augmentation de la force maximale des muscles fléchisseurs du cou, ainsi qu’à l’absence de modification des performances cognitives après les 10 têtes.

Soccer is the most popular sport in the world, but this contact sport exposes players to a risk of concussion and repetitive head impacts, with another player's head or body part and with the ground. Moreover, game-play in soccer involves intentional and repeated head impacts through « heading » the ball, with frequent high velocities, which can cause a brain dysfunction, referred to a "sub-concussion". Thus, soccer players might have a risk of developing neurodegenerative disorders on the long term by cumulative effect of these repetitive head impacts. Our epidemiological results have highlighted a main mechanism leading to concussion in male professional football: head-to-head impact, occurring during aerial duels associated with the practice of heading. Recognizing this risky mechanism is important as the results also showed a persistent lack of detection and management of potential concussions in the field. In addition, the effect on the brain of repetitive sub-concussive head impacts during heading has been studied using neuroimaging techniques. Our results suggest that regular football play by young adult players would cause subtle brain changes, both in functional brain connectivity networks and in cortical volume, in association with exposure to intentional head-to-ball impacts during one season and in the absence of concussion. Finally, acute cognitive effects with decreased memory performance were found immediately after a series of 10 head-ball impacts performed by football players in experimental conditions. In addition, wearing a custom designed mouthguard during these 10 impacts was associated with a decrease in the maximum acceleration of the players' head during impacts and an increase in the maximum strength of neck flexor muscles, as well as no change in cognitive performance after the 10 heads.