“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，”伊坎西奈山博士后、研究负责人妮可·阿克曼斯博士说。“我们发现，经常用头撞人的动物实际上可能会遭受与人类类似的创伤性脑损伤。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们研究了来自格陵兰岛的三只死去的麝牛和四只大角羊的大脑，这些动物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。

从这些有角动物身上获取大脑的部分原因是，众所周知，它们经常在交配和社会等级仪式中进行激烈的头对头碰撞。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，比如表现出茫然，但没有人直接测试过麝牛和其他撞击动物的大脑是否有任何损伤。

另一个原因是，牛科动物，如牛、羊、水牛、瞪羚和研究中的动物，都有脑回畸形或折叠的大脑，这在人类身上也很常见。

“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·霍夫博士说。“TBI研究的困难之一是，大部分研究都是在光滑的啮齿动物大脑上进行的。我们认为，研究撞击类动物的大脑可能为理解人类脑外伤提供更好的模型。”

当他们第一次到达时，这些动物的大脑看起来很健康，脑部扫描显示，每只动物的大脑整体结构都完好无损。

为了寻找创伤性脑损伤的迹象，研究人员随后将大脑切成薄片，并用抗体处理薄片，这种抗体可以检测在人类或小鼠中发现的磷酸化tau蛋白。这种形式的tau蛋白是阿尔茨海默病患者或患有tbi(包括慢性创伤性脑病(CTE))的人的大脑中经常出现的损伤的标志。

当他们在显微镜下观察大脑时，他们发现其中一种抗体对麝牛大脑的染色达到了很容易检测到的水平，而对大角羊大脑的另一种抗体的染色则是很容易检测到的水平。

“一开始我们很惊讶。阿克曼斯博士说:“这类研究面临的挑战之一是，我们不知道用于人类和啮齿动物的抗体是否对牛的大脑起作用。”“我们检测到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，会遭受类似脑损伤的伤害。”

进一步的分析支持了这一观点。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。”“我们的研究结果揭示了这些动物的大脑遭受慢性、重复性损伤的可能性，就像在一些TBI患者身上看到的那样。”

相比之下，当研究人员观察阿尔茨海默病患者的大脑切片时，他们看到了一种更均匀、更广泛的染色模式。

奇怪的是，一只年老的雌性麝牛的染色量要比年老的雄性多20倍，比另一只雌性多5倍。这与研究人员的假设相反，因为众所周知，男性比女性更用力、更频繁地相互撞击。

“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似乎比雄性麝牛的大脑受到更多的损伤?”这是因为颅骨解剖结构的不同吗?为什么大角羊的大脑损伤如此之小?是否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创伤性脑损伤的方法?”阿克曼斯博士说。

这项工作得到了瑞士国家科学基金会(P2ZHP3_191255)和海军研究办公室(N00014-20-452 1-2762;n00014 - 17 - 1 - 2737)。