Name: Protokół in vivo kontrolowanych podwstrząsowych uderzeń głową w celu walidacji danych z badań terenowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-04-18T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 14 s
Description: Poznaj kontrolowany model podwstrząsowych uderzeń głową w piłce nożnej do walidacji wyników klinicznych. Ta metoda pozwala badać wpływ prędkości piłki i miejsca uderzenia na zdrowie sportowców.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy chcieliby podziękować Pani Angeli Wirsching, która była kluczowym współautorem badań, które cytujemy w sekcji reprezentatywnych wyników.

Autorzy sprawdzają, czy Indiana University Institutional Review Board zatwierdziła badanie (protokół # 1610743422) i uzyskano pisemną świadomą zgodę.
UWAGA: SSHM został zintegrowany z projektem powtarzalnych pomiarów, który ma na celu zbadanie zmian między zmiennymi zależnymi u badanych po 0 godzinach, 2 godzinach i 24 godzinach po interwencji w porównaniu z indywidualnymi wartościami sprzed interwencji. Ten projekt badania pozwala naukowcom śledzić zmiany przez okres 24 godzin, który jest typowym przedziałem czasowym między treningami sportowymi. W niniejszym badaniu piłkarze zostali losowo przydzieleni do grupy piłki nożnej (n = 18) lub grupy kopiącej piłkę nożną (n = 16).
1. Konfiguracja
<ol>
	<li>Po pobraniu danych z pomiaru bazowego (przed interwencją) rozpocznij SSHM od ustawienia wyrzutni piłki nożnej w odległości około 40 stóp od obiektu, a także upewnienia się, że piłka nożna jest napompowana do 9 psi.</li>
	<li>Na czole maszyny znajdują się dwa identyczne pokrętła, które regulują prędkość lewego i prawego koła, oraz włącznik/wyłącznik pomiędzy nimi. Ustaw oba te pokrętła na standardową wybraną prędkość. 
	UWAGA: W tym celu demonstracyjnym prędkość poruszania się piłki została ustawiona na 30 mil na godzinę. Ta prędkość została wybrana, ponieważ symuluje wrzut piłki nożnej z linii bocznej do środka boiska. Piłkarze często wykonują ten manewr podczas treningów i meczów.</li>
	<li>Umieść 3-calowe klocki pod kołami wyrzutni piłek, aby umożliwić pożądaną trajektorię (do kopania obiektów nie są potrzebne żadne bloki). Po zakończeniu wyrzutnia piłek jest następnie ustawiana pod kątem 40°, który jest mierzony jako kąt między ziemią a linią środkową obracających się kół. 
	UWAGA: Pomiar kąta odbywa się za pomocą goniometru, a maszynę można wyregulować po poluzowaniu pokrętła znajdującego się wzdłuż niebieskich szyn, do których ładowana jest piłka nożna.</li>
	<li>Po prawidłowym ustawieniu maszyny do piłki nożnej wyposaż badanych w trójosiowy akcelerometr osadzony w kieszeni na opaskę na głowę i umieszczony bezpośrednio pod zewnętrzną wypukłością potyliczną (wejściem), aby monitorować liniowe i obrotowe przyspieszenia głowy.</li>
	<li>Uruchom odpowiednie oprogramowanie akcelerometru i wprowadź odpowiednie informacje o obiekcie. W tym momencie podmiot jest gotowy do rozpoczęcia prób zapoznawczych interwencji (heading, kicking).</li>
</ol>
2. Próby zapoznawcze
<ol>
	<li>Ustaw obiekt około 40 stóp przed wyrzutnią piłek.</li>
	<li>Pamiętaj, aby wyjaśnić osobie, która ma na celu wyjaśnienie osobie, że wyrzutnia piłki z woleja wybije do niej piłkę nożną i że po prostu musi symulować interwencję w kontakcie z piłką (tj. osoby zmierzające głową złapią piłkę rękami przed czołem przed nawiązaniem kontaktu głową z piłką, osoby kopiące "uwięzią" piłkę na ziemi stopą, zamiast odbić piłkę z woleja, a osoby stojące pozostaną nieruchome i nie będą miały kontaktu z piłką).</li>
	<li>Kiedy tester zrozumie i poczuje się gotowy, poproś badacza, aby włączył wyrzutnię piłek, załadował piłkę nożną na niebieskie szyny, a na koniec wepchnął piłkę do obracających się kół po odliczaniu 3-2-1.</li>
	<li>Po zatrzymaniu piłki w sposób opisany wcześniej (krok 2.2), poproś badanego o przetoczenie piłki do tyłu.</li>
	<li>Powtórz kroki 2.3 i 2.4 dodatkowo dwa do czterech razy (nie jest wymagany czas na odpoczynek między nimi), aby upewnić się, że ustawienie obiektu jest prawidłowe, a interakcja z piłką będzie bezpieczna i kontrolowana. Na tym kończą się próby zapoznawcze.</li>
</ol>
3. Interwencja
<ol>
	<li>Potwierdź ustnie, że temat jest gotowy. Po potwierdzeniu wydaj instrukcje osobom poruszającym się w kierunku, aby dotykały piłki tylko czołem; Powiedz pacjentom, aby unikali potencjalnych uderzeń w płaty koronowe, ciemieniowe i skroniowe. Poinstruuj osoby kopiące, aby kopały piłkę tylko wtedy, gdy jest w locie, ponieważ kontakt piłki z ziemią osłabi późniejsze uderzenie w stopę.</li>
	<li>Poinstruuj zarówno osoby kierujące piłką, jak i kopiące, aby skierowały piłkę z woleja do celu (dodatkowy badacz) w przybliżeniu w połowie odległości między nimi a maszyną. Najlepiej jak potrafią, poproś badanych, aby zrobili to w sposób, który będzie naśladował łukowatą trajektorię, jaką piłka obrała podczas lotu w kierunku obiektu.</li>
	<li>Aktywuj akcelerometr trójosiowy i rozpocznij nagrywanie.</li>
	<li>Załaduj piłkę nożną na niebieskie szyny, wepchnij piłkę do obracających się kół po odliczaniu 3-2-1 i upewnij się, że nawiązany jest odpowiedni kontakt.</li>
	<li>Powtórz krok 3.4 jeszcze dziewięć razy z 60-sekundową przerwą między atakami. Jeśli tester zrezygnuje z interakcji z piłką (z powodu nieodpowiedniego umieszczenia lub podejrzenia kontaktu z ciałem w obszarze, którego należy unikać), natychmiast ponownie uderz piłkę z woleja w obiekt, bez żadnego okresu odpoczynku.</li>
	<li>Pomiędzy każdym kontaktem głowy z piłką sprawdź, czy trójosiowy akcelerometr zarejestrował uderzenie (za pomocą oprogramowania trójosiowego; osoby kopiące nie powinny rejestrować przeciążenia).</li>
	<li>Po zakończeniu interwencji wyłącz wyrzutnię piłek i zatrzymaj zapis trójosiowy (ważne, ponieważ ruch wymagany do zdjęcia pałąka może zarejestrować kolejne "uderzenie"). Po zatrzymaniu nagrywania zdejmij pałąk.</li>
</ol>

<ol><li>Goldstein, L. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+traumatic+encephalopathy+in+blast-exposed+military+veterans+and+a+blast+neurotrauma+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Translational+Medicine%22%5BJournal%5D)">Chronic traumatic encephalopathy in blast-exposed military veterans and a blast neurotrauma mouse model.</a> Science Translational Medicine. 4 (134), 134ra60(2012).</li>
<li>Kraus, M. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((White+matter+integrity+and+cognition+in+chronic+traumatic+brain+injury%3A+a+diffusion+tensor+imaging+study%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%3A+A+Journal+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">White matter integrity and cognition in chronic traumatic brain injury: a diffusion tensor imaging study.</a> Brain: A Journal of Neurology. 130 (Pt 10), 2508-2519 (2007).</li>
<li>McKee, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+spectrum+of+disease+in+chronic+traumatic+encephalopathy%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%3A+A+Journal+of+Neurology.+136+%28Pt%22%5BJournal%5D)">The spectrum of disease in chronic traumatic encephalopathy.</a> Brain: A Journal of Neurology. 136 (Pt. 136 (Pt 1), 43-64 (2013).</li>
<li>Mez, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinicopathological+Evaluation+of+Chronic+Traumatic+Encephalopathy+in+Players+of+American+Football%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA%22%5BJournal%5D)">Clinicopathological Evaluation of Chronic Traumatic Encephalopathy in Players of American Football.</a> JAMA. 318 (4), 360-370 (2017).</li>
<li>Tagge, C. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Concussion%2C+microvascular+injury%2C+and+early+tauopathy+in+young+athletes+after+impact+head+injury+and+an+impact+concussion+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Brain%3A+A+Journal+of+Neurology%22%5BJournal%5D)">Concussion, microvascular injury, and early tauopathy in young athletes after impact head injury and an impact concussion mouse model.</a> Brain: A Journal of Neurology. 141 (2), 422-458 (2018).</li>
<li>Bailes, J. E., Petraglia, A. L., Omalu, B. I., Nauman, E., Talavage, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Role+of+subconcussion+in+repetitive+mild+traumatic+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Role of subconcussion in repetitive mild traumatic brain injury.</a> Journal of Neurosurgery. 119 (5), 1235-1245 (2013).</li>
<li>Estimated probability of competing in college athletics. NCAA.org – The Official Site of the NCAA. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.ncaa.org/about/resources/research/estimated-probability-competing-college-athletics">http://www.ncaa.org/about/resources/research/estimated-probability-competing-college-athletics</a> (2018).</li>
<li>Schnebel, B., Gwin, J. T., Anderson, S., Gatlin, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+study+of+head+impacts+in+football%3A+a+comparison+of+National+Collegiate+Athletic+Association+Division+I+versus+high+school+impacts%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">In vivo study of head impacts in football: a comparison of National Collegiate Athletic Association Division I versus high school impacts.</a> Neurosurgery. 60 (3), 490-496 (2007).</li>
<li>Guskiewicz, K. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+head+impacts+in+collegiate+football+players%3A+relationship+between+head+impact+biomechanics+and+acute+clinical+outcome+after+concussion%5BTitle%5D)+AND+%22Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Measurement of head impacts in collegiate football players: relationship between head impact biomechanics and acute clinical outcome after concussion.</a> Neurosurgery. 61 (6), 1244-1253 (2007).</li>
<li>Alfonsi, S. Combat veterans coming home with CTE. CBS News. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.cbsnews.com/news/60-minutes-combat-veterans-coming-home-with-cte-brain-injury/">https://www.cbsnews.com/news/60-minutes-combat-veterans-coming-home-with-cte-brain-injury/</a> (2018).</li>
<li>Ward, J., Williams, J., Manchester, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((111+N.F.L.+Brains.+All+But+One+Had+C.T.E%5BTitle%5D)+AND+%22The+New+York+Times%22%5BJournal%5D)">111 N.F.L. Brains. All But One Had C.T.E.</a> The New York Times. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.nytimes.com/interactive/2017/07/25/sports/football/nfl-cte.html">https://www.nytimes.com/interactive/2017/07/25/sports/football/nfl-cte.html</a> (2017).</li>
<li>Ling, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixed+pathologies+including+chronic+traumatic+encephalopathy+account+for+dementia+in+retired+association+football+%28soccer%29+players%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neuropathologica%22%5BJournal%5D)">Mixed pathologies including chronic traumatic encephalopathy account for dementia in retired association football (soccer) players.</a> Acta Neuropathologica. 133 (3), 337-352 (2017).</li>
<li>Kawata, K., Tierney, R., Phillips, J., Jeka, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Repetitive+Sub-concussive+Head+Impacts+on+Ocular+Near+Point+of+Convergence%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Effect of Repetitive Sub-concussive Head Impacts on Ocular Near Point of Convergence.</a> International Journal of Sports Medicine. 37 (5), 405-410 (2016).</li>
<li>Wirsching, A., Chen, Z., Bevilacqua, Z. W., Huibregtse, M. E., Kawata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+of+Acute+Increase+in+Plasma+Neurofilament+Light+with+Repetitive+Subconcussive+Head+Impacts%3A+A+Pilot+Randomized+Control+Trial%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Association of Acute Increase in Plasma Neurofilament Light with Repetitive Subconcussive Head Impacts: A Pilot Randomized Control Trial.</a> Journal of Neurotrauma. , (2018).</li>
<li>Coon, S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Acute+Effects+of+Sleep+Deprivation+on+Ocular-Motor+Function+as+Assessed+by+King-Devick+Test+Performance%22">Acute Effects of Sleep Deprivation on Ocular-Motor Function as Assessed by King-Devick Test Performance</a>. , Indiana University. Bloomington, Indiana. Master’s thesis (2018).</li>
<li>Hwang, S., Ma, L., Kawata, K., Tierney, R., Jeka, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vestibular+Dysfunction+after+Subconcussive+Head+Impact%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Vestibular Dysfunction after Subconcussive Head Impact.</a> Journal of Neurotrauma. 34 (1), 8-15 (2017).</li>
<li>Oliver, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serum+Neurofilament+Light+in+American+Football+Athletes+over+the+Course+of+a+Season%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Serum Neurofilament Light in American Football Athletes over the Course of a Season.</a> Journal of Neurotrauma. 33 (19), 1784-1789 (2016).</li>
<li>Shahim, P., Zetterberg, H., Tegner, Y., Blennow, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serum+neurofilament+light+as+a+biomarker+for+mild+traumatic+brain+injury+in+contact+sports%5BTitle%5D)+AND+%22Neurology%22%5BJournal%5D)">Serum neurofilament light as a biomarker for mild traumatic brain injury in contact sports.</a> Neurology. 88 (19), 1788-1794 (2017).</li>
<li>FIFA Communications Division, Information Services. FIFA Big Count 2006: 270 million people active in football. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.fifa.com/mm/document/fifafacts/bcoffsurv/bigcount.statspackage_7024.pdf">https://www.fifa.com/mm/document/fifafacts/bcoffsurv/bigcount.statspackage_7024.pdf</a> (2007).</li>
<li>Dorminy, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+soccer+heading+ball+speed+on+S100B%2C+sideline+concussion+assessments+and+head+impact+kinematics%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Injury%22%5BJournal%5D)">Effect of soccer heading ball speed on S100B, sideline concussion assessments and head impact kinematics.</a> Brain Injury. , 1-7 (2015).</li>
<li>Bretzin, A. C., Mansell, J. L., Tierney, R. T., McDevitt, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sex+Differences+in+Anthropometrics+and+Heading+Kinematics+Among+Division+I+Soccer+Athletes%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Health%22%5BJournal%5D)">Sex Differences in Anthropometrics and Heading Kinematics Among Division I Soccer Athletes.</a> Sports Health. 9 (2), 168-173 (2017).</li>
<li>Crisco, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+and+location+of+head+impact+exposures+in+individual+collegiate+football+players%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Athletic+Training%22%5BJournal%5D)">Frequency and location of head impact exposures in individual collegiate football players.</a> Journal of Athletic Training. 45 (6), 549-559 (2010).</li>
<li>Duma, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+real-time+head+accelerations+in+collegiate+football+players%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Journal+of+Sport+Medicine%22%5BJournal%5D)">Analysis of real-time head accelerations in collegiate football players.</a> Clinical Journal of Sport Medicine. 15 (1), 3-8 (2005).</li>
<li>Reynolds, B. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Practice+type+effects+on+head+impact+in+collegiate+football%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosurgery%22%5BJournal%5D)">Practice type effects on head impact in collegiate football.</a> Journal of Neurosurgery. , 1-10 (2015).</li>
<li>Kawata, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Association+of+Football+Subconcussive+Head+Impacts+With+Ocular+Near+Point+of+Convergence%5BTitle%5D)+AND+%22JAMA+Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Association of Football Subconcussive Head Impacts With Ocular Near Point of Convergence.</a> JAMA Ophthalmology. 134 (7), 763-769 (2016).</li>
<li>Wilcox, B. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Head+impact+exposure+in+male+and+female+collegiate+ice+hockey+players%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Biomechanics%22%5BJournal%5D)">Head impact exposure in male and female collegiate ice hockey players.</a> Journal of Biomechanics. 47 (1), 109-114 (2014).</li>
<li>Wallace, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heading+in+soccer+increases+serum+neurofilament+light+protein+and+SCAT3+symptom+metrics%5BTitle%5D)+AND+%22BMJ+Open+Sport+%26+Exercise+Medicine%22%5BJournal%5D)">Heading in soccer increases serum neurofilament light protein and SCAT3 symptom metrics.</a> BMJ Open Sport & Exercise Medicine. 4 (1), e000433(2018).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podczas gdy sporty kontaktowe, takie jak futbol amerykański, mogą wydawać się napędzać potrzebę stworzenia zwięzłego modelu badawczego do badania skutków wstrząsu mózgu, inne sporty, takie jak piłka nożna, mogą odpowiadać za dominujący udział ekspozycji na wstrząsy podwstrząsowe na całym świecie, ponieważ około 265 milionów ludzi uprawia prawdopodobnie najpopularniejszy sport na świecie19. Jednakże, podczas gdy większość podejrzewanych długoterminowych neurodegeneracyjnych skutków wstrząsu mózgu z...

Długotrwałe, powtarzające się narażenie na uderzenia głową powodujące wstrząs mózgu zostało zaproponowane jako jeden z kluczowych czynników przyczyniających się do rozwoju choroby neurodegeneracyjnej CTE1,2,3,4,5. Każdego roku około 2,5 miliona sportowców ze szkół średnich i studentów uprawia sporty kontaktowe, które często wywołują te wstrząsowe zniewagi poprzez gwałtowne przyspieszanie i zwalnianie ciała i głowy6,7. W szczególności sportowcy sportów kontaktowych mogą doświadczyć od 100 do 1000 takich uderzeń w sezonie6,8,9. Ponadto inne populacje, takie jak wojskowi mężczyźni i kobiety, zarejestrowały ponad 300 000 urazów głowy od 2001 roku, co przejawiło się w niedawnej diagnozie CTE u emerytowanego weterana wojskowego10. Diagnoza ta pokrywa się z pośmiertnymi mózgami zawodników futbolu amerykańskiego i czterech pośmiertnych piłkarzy, aby przedstawić rozwijający się problem zdrowia publicznego11,12. W świetle oszałamiającego rozpowszechnienia, badania nad uderzeniami w głowę muszą skierować swój wzrok na solidne, precyzyjne metody analizy ostrych uderzeń podwstrząsowych długu, które wywołują na różnych arenach.
Prezentowany tutaj SSHM spełnia obecną metodologiczną potrzebę bezpiecznego wywoływania typowych naprężeń mechanicznych wywieranych na tkankę nerwową podczas sportów kontaktowych. Implementacja tego modelu pozwala badaczom na skrupulatne zarządzanie prędkością lotu piłki, częstotliwością uderzeń, interwałem, ułożeniem piłki do głowy, a także pomiarami wielkości uderzenia głową13,14. Chociaż czynniki te są praktycznie niemożliwe do kontrolowania w warunkach polowych, SSHM zapewnia naukowcom ujście dla osób potrzebujących izolowania skutków podwstrząsowych uderzeń głową. Ponadto, poprzez eliminację zmiennych zakłócających obserwowanych podczas zabawy (np. efektów intensywnych ćwiczeń, uszkodzeń ciała, zmian temperatury ciała i nawodnienia/pocenia się), SSHM zapewnia lepszą metodę walidacji obserwacji klinicznych.
SSHM ma bezpośrednie podobieństwa do uderzeń głową, które są szczególnie widoczne w sferze sportu. W związku z tym literatura zaczęła już wykazywać jego użyteczność i potwierdzać ustalenia innych badaczy dotyczące skumulowanego obciążenia uderzeniem głową. Na przykład wykazaliśmy, że obciążenie uderzeniami głową podwstrząsowymi znacząco napędza dysfunkcję neurookulistyczną wśród sportowców piłki nożnej13,15. Ponadto wykazano, że zaledwie 10 uderzeń podwstrząsowych natychmiast zaburza funkcję przedsionkową, która może zostać znormalizowana po 24 godzinach spoczynku16. W tym raporcie metodologicznym opisujemy zastosowanie SSHM do bezpiecznego badania skutków podwstrząsowych uderzeń głową i przedstawiamy jedno z naszych ustaleń, że powtarzające się podwstrząsowe uderzenia głową stopniowo zwiększają stężenie biomarkera krwi pochodzącego z neuronów, a mianowicie NF-L14. To odkrycie nie tylko potwierdza wcześniejsze wyniki obecności NF-L z powodu powtarzających się uderzeń podwstrząsowych w głowę17,18, ale także potwierdza, że SSHM może odtworzyć takie wyniki w kontrolowany sposób kliniczny.

<table><tbody><tr><td>JUGS Maszyna do piłki nożnej</td><td>JUGS Sports</td><td>http://jugssports.com/products/soccer-machine.html</td><td></td></tr><tr><td>SIM-G Trójosiowy akcelerometr</td><td>Triax Technologies</td><td>https://www.triaxtec.com/workersafety/wp-content/uploads/2017/08/SIM-G-User-Manual_V4-2-01.pdf</td><td></td></tr></tbody></table>

protokół in vivo kontrolowanych podwstrząsowych uderzeń głową w celu walidacji danych z badań terenowych

In Vivo Protocol of Controlled Subconcussive Head Impacts for the Validation of Field Study Data

Uderzenia podwstrząsowe stanowią zagrożenie dla zdrowia neuronów, ponieważ, jak wykazano, wywołują uszkodzenia strukturalne neuronów i upośledzenie funkcjonalne, nie powodując zewnętrznych objawów i wydają się być kluczowym czynnikiem przyczyniającym się do nieodwracalnej choroby neurodegeneracyjnej, przewlekłej encefalopatii pourazowej (CTE). Ponadto sportowcy mogą ponieść ponad 1,000 takich trafień w sezonie. Model główki w piłce nożnej podwstrząsowej (SSHM) jest odpowiednią, powtarzalną i wiodącą metodą izolowania i badania skutków tych podwstrząsowych uderzeń głową. Kontrolując zmienne, takie jak prędkość poruszania się piłki, częstotliwość uderzeń, interwał, ułożenie piłki na głowie, a także mierząc siłę uderzenia głową, SSHM zapewnia społeczności naukowej doskonałą drogę do badania ostrego wpływu wstrząsu mózgu na zdrowie neuronów. W tym artykule pokazujemy przydatność SSHM w badaniu ekspresji polipeptydu neurofilamentowo-świetlnego (NF-L) w osoczu w sposób powtarzanych pomiarów. NF-L jest markerem urazu aksonalnego, który, jak wykazano wcześniej, jest podwyższony u bokserów i piłkarzy po podwstrząsowym urazie głowy. Trzydziestu czterech dorosłych piłkarzy zostało zrekrutowanych i losowo przydzielonych do grupy piłkarskiej (n = 18) lub kopiącej (n = 16). Grupa headingowa wykonała 10 strzałów głową z piłkami futbolowymi wystrzeliwanymi z prędkością 25 mil na godzinę w ciągu 10 minut. Grupa kopiąca postępowała zgodnie z tym samym protokołem z 10 kopnięciami. Próbki osocza uzyskano przed i po 0 godzinach, 2 godzinach i 24 godzinach po wybiciu i oceniono pod kątem ekspresji NF-L. Grupa kierująca wykazała stopniowy wzrost ekspresji NF-L w osoczu i osiągnęła szczyt po 24 godzinach od protokołu nagłówka, podczas gdy grupa kopiąca pozostała spójna we wszystkich punktach czasowych. Wyniki te potwierdziły dane NF-L z klinicznych badań terenowych, zachęcając do stosowania SSHM do walidacji danych klinicznych dotyczących wstrząsu mózgu.

Przedstawione tutaj wyniki zostały zinterpretowane na podstawie wcześniejszego artykułu14, w którym wykorzystano model SSHM zgodnie z wcześniejszym opisem. W niniejszym badaniu naszym celem było wykazanie, w jaki sposób SSHM może indukować zmiany w poziomach plazmy NF-L, który jest markerem uszkodzenia aksonów; zakłada się, że marker ten przedostaje się z czaszki do krwi obwodowej po urazach głowy.
<stron...

Model główkowania w piłce nożnej z subwstrząsem mózgu jest bezpiecznym i zwięzłym podejściem metodologicznym do izolowania i mierzenia skutków uderzeń głową po wstrząsach mózgu.

Protokół in vivo kontrolowanych podwstrząsowych uderzeń głową w celu walidacji danych z badań terenowych

Subconcussive hits pose a threat to neuronal health as they have shown to induce neuronal structural damage and functional impairment without causing ...

Powtarzające się uderzenia głową są złożonym problemem zdrowia publicznego. Protokół ten jest bezpieczną i powtarzalną metodą sprawdzania, czy objawy kliniczne są spowodowane uderzeniami głową, czy czynnikiem hałasu. Od prędkości piłki i umiejscowienia uderzenia po efekt ćwiczeń i temperaturę ciała, model ten daje naukowcom kompleksową metodę badania podwstrząsowych uderzeń głową.Model ten pozwala naukowcom zweryfikować wyniki kliniczne wykraczające poza ostre profile biomarkerów krwi pochodzących z mózgu i może być wykorzystywany do badania zaburzeń funkcji motorycznych oka, układu przedsionkowego i innych. Podczas gry głowa w różny sposób styka się z piłką. Dlatego ważne jest, aby zobrazować, co oznacza model główki piłki nożnej zgodnie z opisem w literaturze.Po pobraniu danych z pomiaru podstawowego przed interwencją umieść wyrzutnię piłek do piłki nożnej w odległości około 40 stóp od obiektu. I potwierdź, że piłki do piłki nożnej, które mają być użyte w próbie, zostały napompowane do dziewięciu funtów na cal kwadratowy. Na czole maszyny znajdują się dwa identyczne pokrętła, które regulują prędkość lewego i prawego koła z włącznikiem/wyłącznikiem pomiędzy nimi.Ustaw oba pokrętła na znormalizowaną prędkość i umieść trzycalowe bloki pod kołami wyrzutni piłek, aby umożliwić pożądaną trajektorię. Po umieszczeniu ostatniego bloku ustaw wyrzutnię pod kątem 40 stopni między ziemią a linią środkową obracających się kół. Następnie dopasuj badany do trójosiowego akcelerometru osadzonego w kieszeni na pałąk umieszczonej bezpośrednio pod zewnętrzną wypukłością potyliczną, aby monitorować liniowe i obrotowe przyspieszenia głowy.Przed rozpoczęciem prób zapoznawczych wyjaśnij osobie badanej, że wyrzutnia piłek będzie wolejać piłkę nożną i że kontakt z piłką musi być po prostu symulowany na potrzeby prób. Następnie wyjaśnij osobie, w jaki sposób należy nawiązać kontakt podczas prób interwencyjnych. Na przykład osoby kierujące się do przodu powinny kontaktować się z piłką tylko czołem, unikając potencjalnych uderzeń w koronę, kości ciemieniowe i skroniowe.Wreszcie, osoby kopiące powinny mieć kontakt kończyn dolnych z piłką, gdy jest ona w locie. Na przykład osoby kierujące się piłką złapią piłkę przed czołem, zanim dojdzie do kontaktu głowa z piłką. A osoby kopiące będą uwięzić piłkę na ziemi stopą, zamiast odbijać piłkę z woleja.Gdy obiekt będzie gotowy, włącz wyrzutnię piłek i załaduj piłkę nożną na niebieskie szyny. Następnie odlicz od trzech do jednego i wepchnij piłkę do obracających się kół. Tester powinien zatrzymać piłkę zgodnie z instrukcją.Następnie poproś badanego, aby przetoczył piłkę do tyłu i powtórzył próbę jeszcze dwa do czterech razy, aby upewnić się, że pozycja obiektu jest prawidłowa i że interakcja z piłką będzie bezpieczna i kontrolowana. Gdy pacjent poczuje się komfortowo z tym, jak należy nawiązać właściwy kontakt, możesz rozpocząć próby interwencyjne. W razie potrzeby powtórz osobie, na czym polega właściwy kontakt, jak pokazano wcześniej.Następnie poinstruuj zarówno osoby kierujące, jak i kopiące, aby skierowały piłkę z woleja z powrotem do docelowego badacza w odległości około połowy odległości od maszyny. Naśladując trajektorię lotu piłki podczas jej lotu w kierunku obiektu tak dokładnie, jak to możliwe. Załaduj piłkę nożną na niebieskie szyny i wepchnij piłkę do obracających się kół po odliczaniu trzech, dwóch, jeden, upewniając się, że nawiązany jest odpowiedni kontakt.Następnie powtórz interwencję jeszcze dziewięć razy z 60-sekundową przerwą między atakami. Po zakończeniu interwencji wyłącz wyrzutnię piłek i zatrzymaj nagrywanie trójosiowe przed zdjęciem opaski. Te reprezentatywne dane pochodziły od 34 osób.Nie stwierdzono istotnych różnic w charakterystyce demograficznej pomiędzy grupami. Dane kinematyczne uderzenia głową ujawniły, że grupa kierująca się doświadczyła mediany liniowego przyspieszenia głowy wynoszącej 31,8 G siły na uderzenie głową i mediany obrotowego uderzenia głową wynoszącej 3,56 kiloradianów na sekundę do kwadratu na uderzenie głową. W przeciwieństwie do tego, grupa kontrolna kopiąca nie wykazywała wykrywalnych poziomów przyspieszenia głowy.Obserwuje się stopniowy wzrost ekspresji lekkiego polipeptydu neurofilamentu w osoczu co godzinę po 10 uderzeniach głową u osób kopiących bez podobnego znaczącego efektu czasowego dla grupy kontrolnej kopiącej. Dalsza analiza wykazała ponadto, że znacząca różnica pojawiła się po 24 godzinach od odłożenia w porównaniu z grupą kontrolną przed odłożeniem i w porównaniu z grupą kontrolną kopiącą 24 godziny po interwencji. Zapoznanie się z protokołem zapewni uczestnikowi bezpieczeństwo i umundurowane oddziaływanie.Dlatego ważne jest, aby zarówno opisać, jak i poprosić każdego uczestnika o ćwiczenie techniki główkowania, dopóki nie poczuje się komfortowo. Protokół ten jest potężnym narzędziem, które można wykorzystać do walidacji neuroobrazowania, reakcji słuchowych i oceny sprzętu ochronnego, a także badań klinicznych nad czynnikami terapeutycznymi.

in-vivo-protocol-controlled-subconcussive-head-impacts-for-validation

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Niniejszy artykuł przedstawia przegląd multimodalnego podejścia do diagnostyki i rekonwalescencji po lekkich urazowych uszkodzeniach mózgu u młodzieży. Podejście to łączy testy neuropsychologiczne z funkcjonalnym obrazowaniem rezonansem magnetycznym oraz systemem Head Impact Telemetry System w celu monitorowania zależności między uderzeniami w głowę a aktywnością mózgu podczas testów poznawczych.

Badanie wpływu wstrząśnień mózgu związanych ze sportem u młodzieży z wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego oraz systemu telemetrii uderzeń w głowę

Urazowe uszkodzenia mózgu (TBI) pozostają poważnym problemem zdrowotnym. Wykorzystując model chirurgii kontrolowanego wpływu kory mózgowej, można przeprowadzić badania nad skutkami TBI i możliwymi metodami leczenia.

Kontrolowany model uderzenia kory mózgowej w przypadku urazowego uszkodzenia mózgu

Wstrząśnienie mózgu jest najczęstszym rodzajem urazowego uszkodzenia mózgu. W związku z tym powtarzalny model zwierzęcy wstrząsu mózgu, który odtwarza ważne cechy urazu u pacjentów, może zapewnić środki do badania wstrząsu mózgu w rygorystyczny, kontrolowany i skuteczny sposób.

Model powtarzającego się wstrząsu głowy u myszy

Korzystając z antropometrycznego pomiaru głowy i szyi, światłowodowych przetworników siły dopasowania, szeregu przetworników przyspieszenia głowy i siły/momentu szyi oraz systemu podwójnej szybkiej kamery, prezentujemy stanowisko testowe do badania retencji kasku i wpływu na biomechaniczne pomiary urazów głowy i szyi wtórnych do uderzenia głową.

Stanowisko testowe do badania dopasowania i utrzymania kasku oraz biomechanicznych pomiarów obrażeń głowy i szyi w symulowanym zderzeniu

Zmiana neuroprzekaźnika to mechanizm dysfunkcji neuronalnej, który występuje po wstrząśnieniu mózgu i przyczynia się do czasami katastrofalnych długoterminowych konsekwencji. Ten model szczurzy łączy w sobie mikrodializę, umożliwiającą kwantyfikację neuroprzekaźników in vivo, z techniką spadku masy ciała, wywierającą gwałtowne przyspieszanie i zwalnianie głowy i tułowia, co jest ważnym czynnikiem urazów czaszkowo-mózgowych u ludzi.

Nowatorski i translacyjny szczurzy model wstrząsu mózgu łączący siłę i rotację z mikrodializą mózgową in vivo

Tutaj opisujemy protokół indukcji mysiego urazowego uszkodzenia mózgu poprzez kontrolowane uderzenie w korę mózgową z otwartą głową.

Mysi model kontrolowanego wpływu na korę mózgową w celu indukcji urazowego uszkodzenia mózgu

Prezentujemy tutaj protokół modelu fali uderzeniowej dla gryzoni w celu zbadania neurobiologicznych i patofizjologicznych skutków łagodnego do umiarkowanego urazowego uszkodzenia mózgu. Stworzyliśmy zasilany gazem, laboratoryjny zestaw wyposażony w czujniki ciśnienia, co pozwala na niezawodne i powtarzalne generowanie łagodnych lub umiarkowanych urazowych uszkodzeń mózgu wywołanych wybuchem.

Model fali uderzeniowej o niskiej intensywności do przedklinicznej oceny łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu u gryzoni

Krwotok śródmiąższowy i zapalenie nerwów, któremu towarzyszy stłuczenie mózgu, mogą spowodować poważne wtórne uszkodzenie mózgu. Protokół ten szczegółowo opisuje model kontrolowanego wpływu kory mózgowej (CCI) na myszy, umożliwiając naukowcom badanie kontuzji krwotoku i pourazowych odpowiedzi immunologicznych oraz badanie potencjalnych terapii.

Przedkliniczny, kontrolowany model oddziaływania kory mózgowej w przypadku krwotoku pourazowego, stłuczenia i zapalenia nerwów

Przenośny system zdolny do pomiaru potencjałów wizualnych w stanie ustalonym został opracowany i przetestowany na 65 amatorskich graczach rugby przez 18 tygodni w celu zbadania SSVEP jako potencjalnego elektrofizjologicznego biomarkera wstrząsu mózgu. Punkty wyjściowe zawodników zostały zmierzone przed sezonem, a ponowne testy pod kątem niezawodności, wstrząsu mózgu i oceny rekonwalescencji były przeprowadzane odpowiednio w kontrolowanych okresach czasu.

Obiektywna ocena wstrząśnienia mózgu podczas uprawiania sportu z wykorzystaniem wizualnych potencjałów wywołanych

W tym miejscu przedstawiamy protokół mający na celu ustanowienie modelu zwierzęcego z zamkniętym urazem głowy, replikującego wynik neuroobrazu niepowikłanego, łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu z zachowaną strukturą mózgu w ostrej fazie i długotrwałym zanikiem mózgu. Podłużne obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego jest podstawową metodą stosowaną do celów dowodowych.

Opracowanie nieskomplikowanego modelu łagodnego urazowego uszkodzenia mózgu zmodyfikowanego metodą Weight-Drop i potwierdzonego rezonansem magnetycznym

Poznaj kontrolowany model podwstrząsowych uderzeń głową w piłce nożnej do walidacji wyników klinicznych. Ta metoda pozwala badać wpływ prędkości piłki i miejsca uderzenia na zdrowie sportowców.

Protokół in vivo kontrolowanych podwstrząsowych uderzeń głową w celu walidacji danych z badań terenowych

Przeglądaj więcej filmów