גישת Neuroscientific לבחינת זעזוע מוח בסטודנטים-ספורטאים

סיכום

יש שונות גדולה בסיכון של אדם לזעזוע המוח וההתאוששות המקבילה שלהם. גישה רבת פנים להערכת זעזוע המוח היא מוצדקת; כולל בדיקות בסיסיות של ספורטאים לפני ההשתתפות בספורט ולאחר הערכת נזק בזמן. המטרה של פרוטוקול זה היא לספק גישה רבת פנים ראוי לבחון זעזוע מוח.

תקציר

זעזוע מוח מתרחש בשיעורים מדאיגים בארצות הברית והפך לדאגה חמורה לבריאות הציבור. ה- CDC מעריך כי 1.6-3,800,000 זעזוע מוח מתרחש בספורט ובפעילויות פנאי בשנה. זעזוע כפי שהוגדר בהצהרת זעזוע Consensus 2013 "עלול להיגרם גם על ידי פגיעה ישירה בראש, הפנים, הצוואר או במקומות אחרים בגוף בעזרת כוח" אימפולסיבי "מועבר לראש." זעזוע מוח לעזוב את הפרט עם שני קצר והשפעות ארוכות טווח. השפעות קצר הטווח של זעזועי מוח הקשורים ספורט עשויות לכלול שינויים במשחק היכולת, בלבול, הפרעות זיכרון, אובדן ההכרה, האטה בזמן תגובה, אובדן הקואורדינציה, כאבי הראש, סחרחורות, הקאות, שינויים בדפוסי שינה ושינויים במצב רוח. תסמינים אלה בדרך כלל לפתור בעניין של ימים. עם זאת, בעוד שכמה אנשים להתאושש מזעזוע מוח אחד די מהר, ניסיון רב בהשפעה מתמשכת שיכולהלהימשך שבועות או חודשים. הגורמים הקשורים לזעזוע מוח רגישות וזמני התאוששות שלאחר מכן לא ידועים או הבינו בשלב זה. מספר גורמים כבר הציעו והם כוללים היסטוריה של האדם זעזוע המוח, חומרת הפגיעה הראשונית, היסטוריה של מיגרנות, היסטוריה של לקויות למידה, היסטוריה של מחלות רקע פסיכיאטריים, ואולי גורמים, גנטיים. מחקרים רבים חקרו בנפרד גורמים מסוימים גם את ההשפעות קצר הטווח וארוך טווח של זעזועי מוח, כמובן זמן התאוששות, רגישות והתאוששות. מה שלא קבע בצורה ברורה הוא גישה רבת פנים יעיל להערכת זעזוע המוח שיניבו מידע חשוב הקשורים לאטיולוגיה, שינויים תפקודיים, וההתאוששות. המטרה של כתב היד הזה היא להראות אחד ישבנים רב פנים פנו הבוחן זעזועי מוח באמצעות בדיקה ממוחשבת הנוירו-קוגניטיבי, פוטנציאל אירוע קשור, תגובות תפיסתי החושית, איזון כזהsment, הערכת הליכה ובדיקות גנטיות.

מבוא

זעזוע מוח מתרחש בשיעורים מדאיגים בארצות הברית וצבר די הרבה תשומת לב כמו דאגה לבריאות ציבור. ^1-3 המרכז אמריקאי לבקרת מחלות ומניעתן (CDC) מעריכה כי 1.6-3,800,000 זעזוע מוח מתרחש בספורט ובפעילויות פנאי מדי שנה. ^4,5 זעזוע כפי שהוגדר בהצהרת 2,013 זעזוע Consensus ² "עלול להיגרם גם על ידי פגיעה ישירה בראש, הפנים, הצוואר או במקומות אחרים בגוף בעזרת כוח" אימפולסיבי "מועבר לראש." רשאי זעזוע תוצאה בשינויי נוירו ו / או substructural שעלול לגרום להפרעות תפקודיות. ² גירעונות אלה עשויים להימשך מספר שבועות. אין זה נדיר עבור ספורטאים לחוות סימפטומים מוגברים דיווח עצמי, decrements בשליטה ביציבה, וירידה בתפקוד הנוירו-קוגניטיבי אפילו 14 ימים הבאים את הפגיעה הראשונית. ⁶ הטבע הממושך של סימפטומים, בזיהוי עקבי של זעזועי מוח, והשונות ביכולות preinjury לעתים קרובות להוביל להחלטות סטנדרטיות מורכבות ולא לחזור להפעלה על ידי רופאים, זמני התאוששות ברורים, ואולי סיבוכים לטווח ארוך. ^7-9

בעקבות זעזוע מוח, אדם יכול לחוות הן לטווח הקצר והשפעות לטווח ארוך. השפעות קצר הטווח של זעזועי מוח הקשורים ספורט עשויות לכלול שינויים במשחק היכולת, בלבול, הפרעות זיכרון, אובדן ההכרה, האטה בזמן תגובה, אובדן הקואורדינציה, כאבי הראש, סחרחורות, הקאות, שינויים בדפוסי שינה ושינויים במצב רוח. תסמינים אלה בדרך כלל לפתור בעניין של ימים. ^2,10 עם זאת, בעוד שכמה אנשים להתאושש מזעזוע מוח אחד די מהר, אפקטי ניסיון מתמשך רבים שיכולים להימשך שבועות או חודשים הבאים הפציעה. ^{10,11, 12} הפרעות סימפטומטי אלה ל פונקציה יומית ניתן לכמת באמצעות קוגניטיביים וביצועים מתייחסיםבדיקות ד. אמנם אין בדיקה אחת צריכה לקבוע אבחנה של זעזוע מוח, סוללה של בדיקות ויחסים ידועים בין בדיקות יכולים לסייע לצוות הרפואי בקביעת אבחנה, לחזור לכיתה, ולחזור לשחק החלטות. ²

יש שונות גדולה בסיכון של אדם לזעזוע המוח וההתאוששות המקבילה שלהם. ¹¹ הגורמים הקשורים לזעזוע המוח במהלך זמן רגישות והתאוששותו אינם ידועים או מובן היטב. מספר גורמים כבר הציעו שעלולה להשפיע על רגישות זעזוע המוח וההתאוששות של פרט. גורמים אלה כוללים היסטוריה של האדם זעזוע המוח, חומרת הפגיעה הראשונית, היסטוריה של מיגרנות, היסטוריה של לקויות למידה, היסטוריה של מחלות רקע פסיכיאטריים, וגורמים גנטיים אולי. ^{7, 9, 13, 14}

מחקרים רבים חקרו בנפרד גורמים ספציפיים להשפעות הן לטווח הקצר וארוך הטווח שלזעזועי מוח, כמובן זמן התאוששות, וגנטיקה כגורם של זעזועי מוח. ^4,8,15-17 מה לא הוקמו באופן ברור היא גישה יעילה רבת פנים לזעזוע מוח הערכה שיניבו מידע חשוב הקשורים לאטיולוגיה, שינויים תפקודיים, והתאוששות מזעזוע המוח. בשל מגוון רחב של תסמינים וכמובן הזמן לא ברור של התאוששות, גישה רבת פנים להערכת זעזוע המוח היא מוצדקת וזה צריך לכלול בדיקה בסיסית של כל הספורטאים לפני ההשתתפות באימון ותחרות, כמו גם לאחר הערכת נזק בזמן. סקירה האחרונה מצביעה על כך שהערכות הנוירו-קוגניטיבי עשויות להיות רגישות יותר להתאוששות מזעזוע מוח מאשר ניטור סימפטומים בלבד. ¹⁸ ייתכן שיש מדדים אובייקטיביים אחרים שעשוי להיות אינדיקטורים טובים יותר של התאוששות מזעזוע המוח.

לפרוטוקול זה, אנו משתמשים בכמה משימות להעריך מרכיבים שונים של המערכת כדי לראות איך הם מושפעים בזעזוע מוח יא. בדיקה הנוירו-קוגניטיבי ממוחשב יכולה להעריך זיכרון, מהירות עיבוד, מיומנויות פתרון בעיות, יעילות קוגניטיבי ושליטה בדחפים. ⁶ EEG עם משימות עיבוד שמיעתיות וחזותיות יכול לשמש כדי להעריך neuroefficiency באמצעות הבחינה של פוטנציאל אירוע קשור. ¹⁹ משימת אפליה החושית יכולה להיות שימש להערכת יכולות עיבוד חושיות היקפית ומרכזיות. ניתן להשתמש באמצעי ²⁰ מאזן וההליכה להעריך יכולות ביצועים פונקציונליות. ^6,21 בנוסף, אנו מעריכים גנוטיפים שונים שייתכן שיש לי יחסים לזעזוע מוח היסטוריה, התאוששות מזעזוע מוח ותפקוד הקוגניטיבי. ²² בסיס לבדוק התלמיד-הספורטאים בנבחרת שלנו בסוללה זו של בדיקות ולחזור על בדיקות אם הם נגרמו זעזוע מוח כאשר ללא תסמינים.

מטרת הפרויקט היא להעריך decrements לטווח קצר והטווח ארוך פוטנציאל בביצועים כתוצאה מזעזוע המוח באמצעות גנטי, neurocognitive, אלקטרו, התנהגות, החושית, איזון ואמצעי הליכה. הבנת המנגנונים האפשריים שעשויות להיות קשור לתסמינים שונים וליקויים המתרחשים עם זעזוע מוח חשובים בהעמקת הידע שלנו על זעזוע מוח. knowledgle רבתי על שינויים אלה עשויים בעתיד הסיוע באבחון זעזוע מוח, כמו גם ניהול זעזוע המוח שהיא מתייחסת לחזור לשחק ולחזור לאקדמיה.

כל האמצעים מתוארים להלן נלקחים בתחילת המחקר (לפני השתתפות תלמיד-ספורטאי בספורט). הפרוטוקול הנוכחי שלנו הוא להשלים את הבדיקה הנוירו-קוגניטיבי הממוחשב בשעה 48 יחד עם פרוטוקול האיזון משום שאנו מאמינים כי אלה מספקים מידע שימושי בנוגע להתאוששות ולמשחק החזרה לאפשרי ולחזור לאקדמיה. כאשר התלמיד-האתלט מדווח ללא תסמינים הם חוזרים שוב למעבדה שבה כל האמצעים הבסיסיים נערכים שוב, פרט לבדיקות גנטיות. הפרוטוקול המלא, basאלין וללא תסמינים, לוקח כ -90 דקות כדי להשלים בתקופת בדיקה אחת.

פרוטוקול

כל הנהלים מפורטים להלן אושרו על ידי דירקטוריון הסקירה המוסדי של אלון.

1. נוירוקוגניטיבי בדיקה ממוחשבת

1. שאלו את המשתתפים לשבת מול המחשב. התחבר משתתפים למערכת ולהדריך אותם כדי להשלים את בדיקת נוירו-פסיכולוגית הממוחשבת הכוללת סעיף דמוגרפי ורקע מידע, רשימת סימפטום דיווח עצמי, ו -6 מודולים (מילת אפליה, זיכרון עיצוב, של של X ו- O, התאמת סמל, התאמת צבע, ו שלוש אותיות).
2. הורד דוח סיכום והזן ארבעה ציוני מרוכבים עבור זיכרון מילולי, זיכרון חזותי, זמן תגובה ומהירות עיבוד מנוע.

2. פוטנציאלים אירוע קשור

1. תמדוד את הראש של היקף שימוש בסרט מדידה כדי לקבוע את גודל נטו של EEG לשימוש. לקבוע את המיקום של רשת EEG על ידי מדידת ציוני דרך אנטומי.
2. משרים את נטו EEG בכך-פתרון של נתרן כלורי ושממפים לתינוקות במשך 5 דקות.
3. הנח את רשת EEG על ראשו של המשתתף. המערכת שאנו משתמשים כוללת 32 ערוצים.
4. לבדוק את רמות עכבה של האתרים במחשב. למערכת שלנו, עכבה נמוכה מ -100 kOhm נחשבת מקובלת.
5. הסבר את המשימות קוגניטיביות ולתת המשתתף לתרגל כל אחת מהמשימות.
   1. שמיעה מוזרה משימה: הדריכו את המשתתף לשים על אוזניות ולשבת בנוחות ליד שולחן. ליידע אותם שהם ישמעו סדרה של צלילים נמוכים וגבוהים ולהגיב במהירות ובאופן מדויק ככל האפשר על ידי לחיצה על כפתור לצליל שמיעה בתדירות גבוהה.
   2. Flanker משימה: הדרך את המשתתף לשבת מול מסך מחשב שבו הם יינתנו סדרה של חצים שהוקרנו על מסך. להורות משתתפים להגיב לכיוון חץ האמצע על ידי לחיצה על לחצן העכבר השמאלי אם הוא הצביע שמאלה או לחיצה על הלחצן הימני של העכבר אם זה היה מכוון אסדהHT במהירות ובאופן מדויק ככל האפשר.
6. להורות משתתף כדי להשלים שני ניסויים של שני משימות המוזרים השמיעתית ומשימת flanker.
7. הסר את רשת EEG מהמשתתף ולנקות את רשת EEG על ידי שריה בחומר חיטוי קוטל חידקים במשך 10 דקות.

3. תגובות החושית תפיסתי

1. מושב המשתתף בנוחות עם יד השמאל שלהם במצב שכיבה מונח על מכשיר הגירוי החושי ואצבעותיהם ממוקמות לאורך קווי המתאר של המכשיר עם הטיפים המרופדים של ספרות 2 ו -3 ממוקמת במגע עם בדיקות הגירוי. ²³
2. שאל את המשתתף להציג את הוראות משימה קשורות ורמזים על צג מחשב ולהיכנס לתגובות באמצעות עכבר מחשב שני כפתור. פרויקט 5 בדיקות שונות: 2 משימות זמן תגובת אתר אחד פשוט, אפליה משרעת אתר כפולה, ²⁴ משימה משרעת אתר כפולה עם אתר יחיד התאמת גירוי, ²⁴ ופסק דין על מנת זמני משימה. ²⁵
3. לפני תחילת כל סיבוב מבחן, הרמזים במחשב ינחו את המשתתף כדי להשלים ניסויים בפועל להכיר את עצמם עם המשימה. המחשב ייתן משוב ביצועי משתתפים לאחר כל בדיקה (לדוגמא נכונה; שגוי).

פרוטוקול 4: מאזן

1. להורות משתתפים לשים על גרביים להחליק עמיד ולאחר מכן לעמוד על מערכת שיווי המשקל להתוודע למכשיר.
2. להורות משתתפים לעמוד בתנוחה נוחה, במרכז נקודת לחץ התאמה עם נקודת המרכז על המסך. חוקרים להקליט עמדת זינוק נוחה זה כך שכל הבדיקות יתקיימו באותה תנוחת רגל עת שעמדו על המכשיר.
3. שאל את המשתתף לעמוד במשך 30 שניות לכל אחד מארבעת התנאים (משטח היציב / בעיניים פקוחים, בעיניים עצומות / משטח יציב, משטח עיניים פקוח / קצף, בעיניים עצומות / משטח קצף). תספק למשתתפים מנוחה של 10 שניות בין כל מצב וספירה לאחור 3 שניות לפני תחילת כל הקלטה.
4. חזור על כל אחד מהתנאים בעת השלמת משימה משנית. להורות להם לספור לאחור על ידי 7 החל ממספר 3 ספרות אקראיות שניתן להם (לדוגמא, 843).
5. להקליט ציון מדד להשפיע, מדד לסטיית התקן של כמות להשפיע לכל מצב ובמרכז נתוני לחץ לשימוש מאוחר יותר לניתוח נוסף.

5. הערכת הליכה

1. להעריך "הליכה באמצעות 15 ניידת של משתתפי מערכת שטיח ארוך ניתוח הליכת instrumented עם חיישני לחץ הנוכחיים בכל אורכו של השטיח כדי לזהות צעדים של המשתתף.
2. שאל את המשתתפים לחצות יחף מחצלת במהירות נוחה חמש פעמים החל ממרחק של 3 'לפני תחילת המחצלת ו 3' לאחר שעזב את המחצלת.
3. להורות לparticipaNTS כדי להשלים חמישה ניסויי הליכה נוספים תוך ספירה לאחור על ידי שבע ממספר 3 ספרות אקראיות כמשימה כפולה קוגניטיבית במקביל.
4. המשתנים התלויים מתקבלים כפלט מניתוח הליכה כוללים אמצעים מוחלטים ושונים של מספר פרמטרים כמו מהירות spatiotemporal, מקצב ואורך צעד.

6. גנטיקה

1. שאל את המשתתף כדי להסיר את ספוגית המקל בזהירות מיכל סטרילי (הקפד לגעת סוף המקל של ספוגית המקל בלבד), הזז את הספוגית לתוך הפה שלהם, ולשפשף במרץ את הספוגית בתוך שני הלחיים עבור הסכום כולל של 20 שניות .
2. למסור את ספוגית המקל לטכנאי שלובש כפפות לטקס או nitrile. מחזיק רק קצה מקל ולאחר מכן למקם את הקצה ספוגית לתוך צינור 1.7 מיליליטר סטרילי (שכותרתו עם מספר זיהוי בלבד), אשר ממוקם באופן מיידי על קרח.
3. בתוך 24 שעות העברת הדגימות ל-20 ° C במקפיא.
4. לחלץ באמצעות DNAערכת טיהור DNA סטנדרטית על פי הפרוטוקול של היצרן. כדי להשיג מדגם מרוכז יותר, לאחר חילוץ, לבצע צעד ממטרים isopropanol ורעננותם DNA ב -20 μl של חיץ EDTA (pH 8.0).
5. אחסן את ה- DNA שחולץ ב -80 ° C. עד ניתוח genotyping באמצעות תגובת השרשרת של פולימראז סטנדרטי מבחני (PCR) עם תגי ניאון.
6. "השיחה" גנוטיפים על ידי תוכנת PCR ולאחר מכן ודא ידני על ידי הצגת מגרשי הגברה PCR.

תוצאות

בדיקה ממוחשבת נוירוקוגניטיבי

דוגמא של תוצאות לבדיקה הנוירו-קוגניטיבי הממוחשב שניתן לראות באיור 1. תכנית המחשב מעוררת ציונים מרוכבים על מילולי זיכרון, זיכרון חזותי, מהירות מנוע חזותית וזמן תגובה המשמש לעתים קרובות כדי להפוך את חזרתו למשחק ולחזור ל -learn פרוטוקולי ניהול זעזוע מוח. חומרים מרוכבים הזיכרון המילוליים וחזותיים להעריך תהליכי קשב, למידה וזיכרון. צעדי מהירות מנוע חזותי עי...

דיון

מטרתה של גישה רב ממדית זה לבדיקת זעזוע מוח הבסיסית היא כפולה: 1) כדי להבין את ההשפעה של זעזוע מוח (טווח חריף וארוך) במערכת העצבית-שהרירית טובה יותר; 2) כדי לסייע תמורת איפור צוות רפואת הספורט לשחק החלטות (שהם משתמשים בעיקר בבדיקות הנוירו-קוגניטיבי כפי שהוצעו על ידי מקרורי). ²⁶ גישה רבת פנים זה לזעזוע מוח הערכה מספקת מידע רב ערך הקשורים לאטיולוגיה, שינויים תפקודיים, והתאוששות מזעזוע המוח. מעט מאוד הבינו על ההשפעה המקיפה של זעזועי מוח על המערכת כולה ופרוטוקול זה מאפשר למד...

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
ImPACT	ImPACT, פיטסבורג, פנסילבניה		בדיקת זעזוע מוח נוירו-קוגניטיבי EEG
EGI	, יוג'ין, OR		EEG מערכת 32 ערוצים
Stim2	Compumedics Neuroscan, Charlotte, NC		תוכנה להצגת משימות למשימת אגף ושמיעה
מוזרה NetStation	EGI, יוג'ין, או		תוכנה לאיסוף נתונים וניתוח של EEG
מכשיר חושי		קליפת המוח	בדיקות חושיות
מערכת איזון SD	Biodex Medical Systems, Inc., שירלי, ניו יורק		בדיקת שיווי משקל
GAITRite	CIR systems, Inc., ספרטה, ניו ג'רזי, ארה"ב		ניתוח הליכה
PCR	יישומי ביוסיסטמס, פוסטר סיטי, קליפורניה		ניתוח גנטי
Matlab	Mathworks, Natick, MA, ארה"ב		ניתוח הליכה ושיווי משקל

מדדים