Forskningen, finansierad av World Rugby över 29 månader, tog in 485 män och jämförde amatörer och professionella spelare med matchade kontrollgrupper.
World Rugby sade att det var "svårt" att dra robusta slutsatser och att lägga till "ytterligare forskning krävdes".
Men professor Patria Hume sa att det var "oansvarigt" att ignorera länken.
Hon sade rugbyspelare som hade lidit fyra eller fler hjärnskakningar utförs sämre i tester som mäter mental och fysisk koordination, motorisk hastighet och multi-tasking.
Auckland University of Technology studien, som är på väg att bli peer review för publicering, beställdes av World Rugby 2012 mitt i växande rädsla för risken för långsiktiga hjärnskador i hög effekt sport.
Hume, som sade att "94% av elitnivå rugbyspelare upplevde en eller flera hjärnskakningar", tillade att studien visade en statistiskt signifikant koppling mellan upprepade hjärnskakning och hjärnskador.
Hon sade: "Vi måste gå igenom den vetenskapliga processen, men vad jag säger är att, som forskare, är det oansvarigt för människor att säga att det inte finns några långsiktiga hjärnhälsofrågor.
"Eftersom alla indikationer så långt från den analys vi har gjort indikerar att det möjligen finns för rugbyspelare och för människor som har hjärnskakning mer än fyra gånger."
Studien omfattade 131 före detta spelare, 281 pensionerade amatörspelare och 73 pensionerade icke-kontaktidrottare.
World Rugby sade i ett uttalande: " Studien visade att rugbyspelare presterade över genomsnittet i vissa tester jämfört med icke-kontakt idrottsspelare och mindre bra i andra.
"Det är därför svårt att dra starka slutsatser om kopplingarna mellan rugby och långsiktiga kognitiva hälsofrågor och lyfter fram behovet av ytterligare fördjupad forskning."
Oro för hjärnskakningar i rugby följa en £ 490m uppgörelse i 2013 mellan amerikansk fotboll NFL och tidigare spelare, som sade ligan dolde farorna med långsiktiga hjärnskador.
Och frågan belystes när Wales och Northampton ytter George North och Englands Harlequins full-back Mike Brown båda avstod från spelet under en längre period efter att ha drabbats av hjärnskakning tidigare i år.
Den senaste årliga skaderevisionen för engelsk rugby visar att antalet rapporterade hjärnskakningar ökade med 59 % under 2013–2014 jämfört med föregående säsong.
Men rugbys styrande organ tror att ökningen beror på ökad förståelse för huvudskador.
I de nya rönen utförde idrottare som rapporterade fyra eller fler hjärnskakningar under sin karriär sämre i vissa, men inte alla, neuropsykologiska tester och de som hade en till tre hjärnskakningar hade ett sämre resultat i ett av fem balanstester.
Men forskare sade att ytterligare riktad forskning behövdes för att bedöma hjärnskakningens inverkan på långsiktig balans och kognitiv hjärnfunktion. Artrit och hjärt- och kärlsjukdomar hos pensionerade idrottare kräver också ytterligare utredning.
En stor studie av rugbyfackets aktörer pekar på en potentiell koppling mellan frekvent hjärnskakning och hjärnfunktion, sade projektets huvudforskare.