Uma abordagem neurocientífica para o Exame de abalos em alunos-atletas

Resumo

Há uma grande variabilidade no risco de um indivíduo por concussão e sua recuperação correspondente. A abordagem multifacetada para avaliação concussão está garantido; incluindo testes de linha de base dos atletas antes da participação no esporte e oportuna lesão post. O objetivo deste protocolo é o de proporcionar uma abordagem multifacetada que examinar concussões.

Resumo

Os abalos estão ocorrendo a taxas alarmantes nos Estados Unidos e tornaram-se um grave problema de saúde pública. O CDC estima que 1,6-3.800.000 abalos ocorrem em esportes e atividades recreativas anualmente. Concussão, conforme definido pela Declaração de 2013 concussão Consenso "pode ​​ser causada por um golpe direto na cabeça, face, pescoço ou noutras partes do corpo com uma força" impulsivo "transmitido na cabeça." Os abalos deixar o indivíduo tanto de curto e os efeitos a longo prazo. Os efeitos a curto prazo dos abalos relacionadas com o desporto pode incluir mudanças na habilidade jogando, confusão, distúrbios de memória, perda de consciência, retardando do tempo de reação, perda de coordenação, dores de cabeça, tonturas, vômitos, alterações nos padrões de sono e alterações de humor. Estes sintomas geralmente desaparecem em questão de dias. No entanto, enquanto algumas pessoas se recuperar de uma única concussão rapidamente, muitos experimentam persistente efeitos que podema duração de semanas ou meses. Os fatores relacionados à suscetibilidade concussão e os tempos de recuperação subseqüentes não são bem conhecidos ou compreendidos no momento. Vários fatores têm sido apontados e que incluem a história do indivíduo concussão, a gravidade da lesão inicial, a história de enxaqueca, a história de dificuldades de aprendizagem, história de comorbidades psiquiátricas, e, possivelmente, fatores genéticos. Muitos estudos têm investigado individualmente determinados fatores tanto os de curto prazo e de longo prazo efeitos dos abalos, naturalmente o tempo de recuperação, a susceptibilidade e recuperação. O que não foi claramente estabelecida é uma abordagem multifacetada eficaz para avaliação concussão que renderia informações valiosas relacionadas à etiologia, alterações funcionais e recuperação. O objetivo deste artigo é mostrar um desses multifacetada abordado que examina concussões utilizando testes neurocognitivos informatizado, potenciais relacionados a eventos, respostas de percepção somatossensorial, equilibrar jumentossment, avaliação da marcha e testes genéticos.

Introdução

Os abalos estão ocorrendo a taxas alarmantes nos Estados Unidos e têm recebido bastante atenção como um problema de saúde pública. ^1-3 Centros dos EUA para Controle e Prevenção de Doenças (CDC) estima que 1,6-3800000 abalos ocorrem em esportes e atividades recreativas anualmente ^4,5. Concussão, conforme definido pela Declaração ² 2013 concussão Consenso "pode ​​ser causada por um golpe direto na cabeça, face, pescoço ou noutras partes do corpo com uma força" impulsivo "transmitido na cabeça." Concussão pode resultado em alterações neuropatológicas e / ou subestruturais que podem resultar em distúrbios funcionais. ² Estes déficits podem persistir por várias semanas. Não é incomum para os atletas a experimentar um aumento dos sintomas de auto-relato, decréscimos no controle postural, e diminuição da função cognitiva até 14 dias após a lesão inicial. ⁶ A natureza prolongada dos sintomas, a emidentificação consistente de contusões, ea variabilidade nas habilidades preinjury muitas vezes levam a padronizados decisões complexas e não return-to-play por médicos, o tempo de recuperação incertos, e possivelmente sequelas a longo prazo ^7-9.

Na sequência de um abalo, um indivíduo pode experimentar tanto de curto prazo e os efeitos a longo prazo. Os efeitos a curto prazo dos abalos relacionadas com o desporto pode incluir mudanças na habilidade jogando, confusão, distúrbios de memória, perda de consciência, retardando do tempo de reação, perda de coordenação, dores de cabeça, tonturas, vômitos, alterações nos padrões de sono e alterações de humor. Estes sintomas geralmente desaparecem em questão de dias. ^2,10 No entanto, enquanto algumas pessoas se recuperar de uma única concussão rapidamente, muitas experiência persistente efeitos que podem durar semanas ou meses após a lesão. ^{10,11, 12} Estes distúrbios sintomáticos para função diária pode ser quantificada utilizando cognitivo e desempenho relacionard testes. Embora ninguém único teste deve determinar o diagnóstico de uma concussão, uma bateria de testes e relações conhecidas entre os testes podem ajudar a equipe médica a fazer diagnósticos, voltar para sala de aula, e voltar a jogar decisões. ²

Há uma grande variabilidade no risco de um indivíduo por concussão e sua recuperação correspondente. ¹¹ Os fatores relacionados à suscetibilidade concussão e recuperação decurso de tempo não são bem conhecidos ou compreendidos. Vários fatores têm sido sugerido que pode impactar a susceptibilidade concussão de um indivíduo e de recuperação. Esses fatores incluem a história do indivíduo concussão, a gravidade da lesão inicial, a história de enxaqueca, a história de dificuldades de aprendizagem, história de comorbidades psiquiátricas, e possíveis fatores genéticos. ^{7, 9, 13, 14}

Muitos estudos têm investigado individualmente fatores específicos, tanto para o curto prazo e de longo prazo efeitos daconcussões, naturalmente o tempo de recuperação e genética como fator de contusões. ^4,8,15-17 O que não foi claramente estabelecida é uma abordagem multifacetada eficaz de concussão avaliação que renderia informações valiosas relacionadas à etiologia, alterações funcionais e recuperação de concussão. Devido à variedade de sintomas e o curso de tempo de recuperação incerta, uma abordagem multifacetada para avaliação concussão se justifica, e este deve incluir o teste de linha de base de todos os atletas antes da participação na prática e concorrência, bem como oportuna lesão post. Uma análise recente sugere que as avaliações cognitivas podem ser mais sensíveis para a recuperação de uma contusão que o monitoramento sintomas sozinho. ¹⁸ Pode ser que há outras medidas objetivas que podem ser melhores indicadores de recuperação da concussão.

Para este protocolo, usamos várias tarefas para avaliar vários componentes do sistema para ver como eles são afetados bya concussão. Um teste neurocognitivo informatizado pode avaliar a memória, velocidade de processamento, habilidades para resolver problemas, eficiência cognitiva e controle dos impulsos. ⁶ EEG com tarefas de processamento auditivo e visual pode ser usado para avaliar neuroefficiency através da análise de potenciais relacionados a eventos. ¹⁹ A tarefa de discriminação somatossensorial pode ser utilizado para avaliar as capacidades de processamento sensoriais periféricas e centrais. ²⁰ equilíbrio e marcha medidas podem ser usados ​​para avaliar as capacidades de desempenho funcional ^6,21 Além disso., avaliamos vários genótipos que podem ter relações de concussão história, recuperação de concussão e função cognitiva. Nós ²² baseline testar os nossos alunos-atletas do time do colégio sobre esta bateria de testes e repetir os testes, se incorrer em uma concussão quando assintomáticos.

O objetivo deste projeto é avaliar os potenciais de curto prazo e de longo prazo decréscimos no desempenho como resultado de concussões usando genética, neurocognitive, eletrofisiológicos, comportamental, somatossensorial, equilíbrio e marcha medidas. Compreender os mecanismos potenciais que podem estar relacionadas a vários sintomas e deficiências que ocorrem com uma concussão são importantes para ampliar nosso conhecimento sobre concussão. Maior knowledgle sobre estas mudanças podem, no futuro auxílio no diagnóstico de concussão, bem como gerenciamento de concussão que se refere a voltar a jogar e voltar para os acadêmicos.

Todas as medidas descritas abaixo foram tiradas no início (antes da participação do estudante-atleta no esporte). Nosso protocolo atual é completar o teste neurocognitivo informatizado em 48 horas, juntamente com o protocolo de equilíbrio, porque acreditamos que estes fornecem informações úteis sobre recuperação e jogo de retorno ao possível e voltar-a-acadêmicos. Quando o aluno-atleta relata assintomática eles novamente voltar para o laboratório, onde todas as medidas iniciais são novamente realizadas, exceto para testes genéticos. O protocolo completo, basEline e assintomática, demora cerca de 90 minutos para ser concluído em um período de testes.

Protocolo

Todos os procedimentos descritos abaixo foram aprovados pelo Conselho de Revisão Institucional da Elon.

1. computadorizada Testing Neurocognitive

1. Peça aos participantes para se sentar em frente ao computador. Log participantes sobre a sistema e instruí-los para completar a testes neuropsicológicos computadorizados que consiste uma seção demográfica e as informações, lista de sintomas de auto-relato, e 6 módulos (discriminação palavra, memória design, de X e O, símbolo de correspondência, jogo de cores e três letras).
2. Baixe relatório de síntese e digite quatro pontuações compostas para a memória verbal, memória visual, tempo de reação e velocidade de processamento motor.

2. evento relacionado Potenciais

1. Meça a circunferência da cabeça usando uma fita métrica para determinar o tamanho de EEG líquido para ser utilizado. Determinar a colocação da rede de EEG medindo pontos anatômicos.
2. Mergulhe a net EEG nalução de cloreto de sódio e xampu de bebê para 5 min.
3. Coloque o líquido EEG na cabeça do participante. O sistema que inclui utilizar 32 canais.
4. Verifique os níveis de impedância dos sites no computador. Para o nosso sistema, uma impedância abaixo de 100 kohm é considerada aceitável.
5. Explicar as tarefas cognitivas e deixar o participante praticar cada uma das tarefas.
   1. Auditivo Oddball Task: Instrua o participante a colocar fones de ouvido e sentar-se confortavelmente em uma mesa. Informá-los que eles vão ouvir uma série de tons baixos e altos e responder o mais rapidamente e com precisão quanto possível, clicando em um botão para um tom auditivo de alta freqüência.
   2. Flanker Task: Instrua participante para sentar-se na frente de uma tela de computador onde será dada uma série de setas projetadas em uma tela. Instrua os participantes a responder à direção da seta meio clicando o botão esquerdo do mouse se ele estava apontando para a esquerda ou clicando no botão direito do mouse se ele estava apontando right como rapidez e precisão possível.
6. Instrua participante de completar dois julgamentos, tanto do auditiva tarefa excêntrico ea tarefa flanker.
7. Retire o líquido EEG do participante e limpar o líquido EEG por imersão em germicida desinfectante para 10 min.

3. As respostas Somatosensory da Percepção

1. Assente a participante confortavelmente com sua mão esquerda em uma posição propensa descansando no dispositivo estímulo sensorial e seus dedos se posicionado ao longo do contorno do dispositivo com as pontas acolchoadas de dígitos 2 e 3 colocados em contato com as sondas de estímulo. ²³
2. Pergunte ao participante para exibir as instruções relacionadas com a tarefa e pistas em um monitor de computador e inserir respostas usando um mouse de computador de dois botões. Projeto 5 testes diferentes: duas tarefas simples única vez reacção no local, uma discriminação amplitude local dupla, ²⁴ uma tarefa dupla amplitude site com um único site adaptando estímulo, ²⁴ eum julgamento ordem temporal tarefa. ²⁵
3. Antes do início de cada ensaio, as pistas no computador irá instruir o participante para completar provas práticas para se familiarizarem com a tarefa. O computador vai dar o feedback de desempenho participantes após cada ensaio (por exemplo, correta; incorreta).

Protocolo 4. Balance

1. Instrua os participantes a calçar meias anti-derrapantes e depois ficar no sistema de equilíbrio de se familiarizar com o instrumento.
2. Instrua os participantes a ficar em uma posição confortável, combinando com o centro de pressão do ponto com o ponto no centro da tela. Pesquisadores gravar esta posição inicial confortável de tal forma que todos os testes ocorrem com a mesma posição do pé em pé no dispositivo.
3. Pergunte ao participante em repouso durante 30 segundos para cada uma das quatro condições (olhos superfície aberta / firme, olhos fechados / superfície superfície firme e olhos abertos / espuma, de olhos fechados / superfície de espuma). Proporcionar aos participantes a 10 seg de descanso entre cada condição e uma contagem regressiva de 3 segundos antes de início de cada gravação.
4. Repita cada uma das condições ao completar uma tarefa secundária. Instrua-os a contar para trás por 7 a partir de um número de 3 dígitos aleatórios dado a eles (por exemplo, 843).
5. Grave a pontuação do índice de oscilação, uma medida do desvio padrão da quantidade de oscilação para cada estado e centro de dados de pressão para usar mais tarde para análise posterior.

5. Avaliação Gait

1. Avaliar 'marcha usando um portátil de 15 "participantes longo tapete sistema de análise de marcha instrumentada com sensores de pressão presentes em todo o comprimento do tapete para detectar pisadas do participante.
2. Peça aos participantes para atravessar mat descalço em uma velocidade confortável de cinco vezes a partir de uma distância de 3 'antes do início da esteira e 3' depois de deixar o tatame.
3. Instrua o Participants para completar cinco ensaios caminhadas adicionais, enquanto em contagem decrescente, por sete a partir de um número de 3 dígitos aleatórios como uma dupla tarefa cognitiva concorrente.
4. As variáveis ​​dependentes obtidos como saída a partir de análise de marcha incluem medidas absolutas e variabilidade dos vários parâmetros espaço-temporais como velocidade, cadência e comprimento do passo.

6. Genetics

1. Pergunte ao participante para remover com cuidado a vara swab de seu recipiente estéril (tendo o cuidado de só tocar o final da vara da vara swab), mova o cotonete na sua boca, e esfregue vigorosamente o cotonete dentro de ambas as bochechas para um total de 20 seg .
2. Distribua a vara cotonete para o técnico que está usando látex ou borracha nitrílica luvas. Apenas segurar a extremidade da vara e, em seguida, colocar a ponta de mecha para um tubo de 1,7 ml estéril (rotulada com um número de identificação único), que é imediatamente colocado em gelo.
3. Dentro de 24 hr transferência das amostras são, em freezer -20 ° C.
4. Extrai-se o ADN usandoum Kit de Purificação DNA padrão de acordo com o protocolo do fabricante. Para obter uma amostra mais concentrada, após a extracção, executar um passo de precipitação de isopropanol e re-hidratar o ADN em 20 ul de tampão EDTA (pH 8,0).
5. Guarde o DNA extraído a -80 ° C até a análise da genotipagem pela reação em cadeia da polimerase (PCR) padrão ensaios com marcadores fluorescentes.
6. "Call" os genótipos por software PCR e depois verificar manualmente através da visualização de PCR parcelas de amplificação.

Resultados

Testing Neurocognitive Computadorizado

Um exemplo de resultados para o teste neurocognitivo informatizado pode ser visto na Figura 1. O programa de computador provoca escores compostos em memória verbal, memória visual, Visual Motor e velocidade de tempo de reação que muitas vezes são usados ​​para fazer return-to-play e devolver-to -Saiba gestão de concussão protocolos. Os compósitos de memória verbal e visual avaliar processos de atenção, aprendizagem e me...

Discussão

O objetivo desta abordagem multidimensional para testes de concussão baseline é duplo: 1) para entender melhor o impacto de uma concussão (termo aguda e longa) sobre o sistema neuromuscular; 2) para ajudar a medicina esportiva equipe make voltar a jogar decisões ²⁶ (eles usam principalmente testes neurocognitivos, como tem sido sugerido por McCrory). Esta abordagem multifacetada para concussão avaliação fornece informações valiosas relacionadas à etiologia, alterações funcionais e recuperação de concussão. Po...

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
ImPACT	ImPACT, Pittsburgh, PA		Teste de concussão neurocognitiva
EEG	EGI, Eugene, OR		EEG Sistema de 32 canais
Stim2	Compumedics Neuroscan, Charlotte, NC		Software para apresentação de tarefas para tarefa de flanker e excêntrico auditivo
NetStation	EGI, Eugene, OR		Software para coleta de dados e análise de EEG
Dispositivo Sensorial		Corticais	Teste sensorial
Sistema de Equilíbrio SD	Biodex Medical Systems, Inc., Shirley, NY		teste de equilíbrio
GAITRite	CIR systems, Inc., Sparta, NJ, EUA		Análise de marcha
PCR	Applied Biosystems, Foster City, CA		Análise Genética
Matlab	Mathworks, Natick, MA, EUA		Análise de marcha e equilíbrio

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