גישת Neuroscientific לבחינת זעזוע מוח בסטודנטים-ספורטאים

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

 

Summary

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.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

Ketcham, C. J., Hall, E., Bixby, W. R., Vallabhajosula, S., Folger, S. E., Kostek, M. C., Miller, P. C., Barnes, K. P., Patel, K. A Neuroscientific Approach to the Examination of Concussions in Student-Athletes. J. Vis. Exp. (94), e52046, doi:10.3791/52046 (2014).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

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.

Introduction

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

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.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

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 עיבוד חזותי, למידה וזיכרון ומהירות מנוע חזותי תגובה (ידני פרשנות קלינית השפעה). כמו כן מופיע בי ציון סימפטום סה"כ בזמן של המבחן, ציון אימפולס בקרה ויעילות קוגניטיבית אינדקס. ציון אימפולס הבקרה קשור למספר השגיאות שנעשו בבדיקה ועשוי להיות שימושי בפרשנות תוצאות. היעילות קוגניטיבית אינדקס מנסה למדוד את האיזון בין מהירות ודיוק. אם התלמיד-thlete חווה זעזוע מוח הם מתבקשים לחזור בב -48 שעות הבאות זעזוע מוח וכאשר ללא תסמינים. בהתאם לאורך התאוששות הסטודנט-האתלט ייתכן שיתבקש להשלים את ההערכה לבחון התאוששות. הנחה היא כי בעקבות זעזוע מוח יהיה decrements המשמעותי בביצועים באחד או יותר מעשרות הרוכבים ויתאוששו לנקודת התחלה כשללא תסמינים מאז זה משמש לעתים קרובות כסימן אחד כדי לחזור למשחק ולחזור לאקדמיה.

פוטנציאלים אירוע קשור

למשימת flanker משתתפים מתבקשים להגיב לחץ מצביע אמצע לשמאל או לימין. חץ אמצע זה עשוי להיות הולך לאותו כיוון כמו שני החצים האיגוף (חופפת) או ההפך מחצי האיגוף (נראים לא מתאים). מתגובותיו ניתן לקבוע דיוק תגובה, כמו גם זמן תגובה לחצים לחופפים ונראה לא מתאים. בנוסף, מהחזייהבפעילות הנמדדת זה ניתן לגזור את פוטנציאל הקשור לאירוע (ERP). איור 2 מתארים את נתוני פרט לנושא אחד במשימת flanker. נתונים אלה נגזרים מממוצע על פני כל התשובות הנכונות לניסויים בקנה אחד ונראים לא המתאימים של משימת flanker. בבואנו לבחון את הרכיבים השונים ERP אחד הוא בדרך כלל עניין במשרעת וההשהיה של רכיב ה- ERP. כרגע אנחנו בוחנים את P3, אבל גם אנחנו יכולים לבחון את N1, N2 ורכיבי P2 גם כן. P3 מתרחש בדרך כלל בין 300-600 אלפיות שני לאחר הצגת גירוי והוא חשב לייצג עדכון הקשר. P3 ניתן לכמת במשרעת, כמה גבוה השיא הוא מנקודת ההתחלה, והשהיה, כמה זמן השיא מתרחש מהצגת גירוי. למשימה שמיעתית המוזרה אפשר גם לקבוע דיוק תגובה (מספר התשובות הנכונות), כמו גם את זמן תגובה לצלילים גבוה המגרש (לא גווני המגרש הנמוכים). בדומה לפלאןker משימה, ניתן לקבוע רכיבי ERP והגודל ובזמן אחזור.

איורים 3 ו 4 נתונים ראשוניים הנוכחיים למשרעת והשהיה של P3 במשימות flanker והשמיעתי מוזרים. יש לצפות כי מי שסבל מזעזוע מוח עשוי להיות משרעת גדול יותר והשהיה ארוכה יותר בהשוואה לתחילת המחקר שלהם או עמיתיהם זעזוע מוח שאינו.

תגובות תפיסה החושית

איור 5 מדגים ביצועים של נבדק (limen הבדל) על משימת אפליה משרעת עם ובלי התאמת אתר אחד. גרפים דומים יכולים להיות גם שנקבעו למשימה פשוטה אחת תגובות במקום זמן, אפליה משרעת אתר כפול, משימה משרעת אתר כפולה עם אתר יחיד התאמת גירוי ומשימת שיפוט כדי זמנית. אנשים הסובלים מזעזוע מוח צפויים להציג ביצועים טובים יותר בamplitמשימה תודה אפליה עם גירוי אתר התאמה יחיד בלבול בהשוואה לנבדקי ביקורת שאינן רועדים. נקודת הדגש חשובה היא שמערכת שנפרצו נוירולוגיות (כלומר זעזוע מוח) מובילה לביצועים טובים יותר בכמה משימות בדיקה החושית (כולל אפליית משך עם לבלבל משרעת) שהיא ניגוד רב ערך לירידה הצפויה בביצועים ציין לחושי ומוטורי אחרים בדיקות. בודק את המערכת החושית יכול להתבצע במהירות ובעשוי לספק מדד רגיש לזהות זעזוע מוח ולעקוב אחר התקדמות בשלב ההתאוששות ליידע את התמורה לשחק החלטה.

מאזן

איור 6 הוא דוגמא מייצגת של התוצאות מפרוטוקול המאזן. המדד להשפיע ומרכז נתוני לחץ משמש לניתוח נוסף. טבלת 1 מציגה את משתני kinematic שמחושבים מcenter של נתוני לחץ ואומר לנו עוד על שליטת איזון לעומת רק לאזן יציבות. בעקבות זעזוע מוח איזון ויציבות לעתים קרובות השתנו לאו (התנודה גבוהה יותר) פחות יציבה או יציב יותר (התנודה נמוכה יותר). התאוששות תהיה כאשר אמצעים לחזור לנקודת התחלה. שני שינויים יכולים להיות השלכות על יכולת התאוששות מאו להתכונן לאובדן יציבות ובכך פוטנציאל לשים סטודנט-אתלט בסיכון מוגבר לפציעה.

הִלוּך

איור 7 ממחיש את תפוקת נתונים של נושא אחד. הנתונים נאספו מניסויים הרבים וניתחו כאחד גדול הליכה לעבור. הטבלה 2 כוללת את האמצעים והשתנות לצעדי הליכה על פני היסטורית זעזוע המוח. אפשר היה לצפות כי בעקבות זעזוע מוח המהירות וההליכה קינמטיקה של סטודנט-אתלט תשתנה. ההשלכות של זה במשימה דינמית הן מרחיקות לכת. פרמטרים הליכה יכולים לעזור לנו understanד איך שליטה של ​​המערכת השתנתה ואיך שהוא מתאושש.

גנטיקה

טבלה 3 היא פלט מדגם שיתקבל לאחר ניתוח PCR. ברגע שפלט זה מתקבל גנוטיפים ניתן לקבוע למשתתפים שונים ולאחר מכן השוו עם משתנים אחרים כגון היסטורית זעזוע מוח, התאוששות מזעזוע המוח ותפקוד הקוגניטיבי. גנוטיפים הנוכחיים שנקבעים כוללים אפוליפופרוטאין E (APOE), אזור אמרגן צורות של APOE, catechol-O-Methyltransferase (COMT) ודופמין קולטן (DRD2).

איור 1
איור 1: דוגמא של דוח בדיקת נוירו-פסיכולוגי ממוחשב.

איור 2
איור2:. דוגמא לפוטנציאל אירוע טיפוסי קשור (ERP) הרכיב של ריבית למטרות של חקירה זו היא P3.

איור 3
איור 3:. תוצאות ראשוניות מראים הבדלים במשרעת והשהיה לP3 הקשורים למשימת Flankers תוצאות מוצגות מאלקטרודות קו האמצע הקשורים החזיתי (Fz), frontocentral (FCz), הקודקודית (PZ) ועורפיים אזורים (עוז) של המוח. נושאי זעזוע מוח בעבר מצוינים בצבע אפור כהה ואילו נושאי זעזוע מוח שאינו מצוינים בצבע אפור בהיר.

איור 4
איור 4: תוצאות ראשוניות מראים הבדלים במשרעת והשהיה לP3 הקשורים להמשימה שמיעתית המוזרה. תוצאות מוצגות מאלקטרודות קו האמצע הקשורים החזיתי (Fz), אזורים, הקודקודית (PZ) ועורפי (עוז) frontocentral (FCz) של המוח. נושאי זעזוע מוח בעבר מצוינים בצבע אפור כהה ואילו נושאי זעזוע מוח שאינו מצוינים בצבע אפור בהיר.

איור 5
איור 5:. השוואה של limen הבדל לנושא אחד שהושג עם משימות אפליה משרעת עם או בלי הסתגלות אתר יחידה שבלאחר זעזוע מוח ובהתאוששות ביצועים שלאחר זעזוע המוח עם אתר יחיד התאמת גירוי דומה לביצועים ללא גירוי אוויר. עם זאת, בנבדקי ביקורת נורמלים הנוכחות של אתר יחיד התאמת גירוי גורמת לירידה בביצועים (כלומר, הבדל עליות limen); בדומה לPE ההתאוששות rformance.

איור 6
איור 6:. דוגמא לדוח בדיקת איזון הדמות העליונה מציגה את הציונים להשפיע בהשוואה לנתונים נורמטיביים. התחתון מציג את מרכז נתוני לחץ לכל ניסוי.

איור 7
איור 7:. נתוני דוגמא המיוצרים על ידי מערכת ניתוח הליכה העליונה הוא לחץ הרגל על המזרן ויש לו את התחתית בכל אמצעי kinematic.

טבלת 1
טבלת 1: מרכז של צעדי Kinematic לחץ על פני תנאים לקבוצה של ספורטאי תלמיד עם ובלי ההיסטוריה קודמת של זעזוע המוח.

"Fo: לשמור-together.within-page =" תמיד "> טבלה 2
טבלת 2. פרמטרים Spatiotemporal מהערכות הליכה של שחקני כדורגל בתיכון שנאספו כחלק מפרוטוקול אלון BrainCARE באמצעות מכשיר ניתוח הליכה

טבלה 3
טבלה 3. תוצאות גנטיות בעקבות ניתוח PCR.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

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 למדענים מדיסציפלינות רבות להסתכל לא רק בהשפעה הקשורים למומחיות שלהם, אבל משתפים פעולה בכמה קטן שינויים להשפיע על מערכות או היבטים של התנהגות מרובות.

המשמעות של גישה רב-תחומית זו היא להשיג הבנה טובה יותר של מערכות שעלולות לסכן ואת ציר הזמן של התאוששות following פציעה. פרוטוקול זה משמש כיום כדי לסייע להפוך את חזרתו למשחק ולחזור לאקדמית החלטות ולבנות גוף של נתונים כדי לקבוע אילו רכיבים מועילים בקביעת פציעה והחלמה. גישה רב תחומית זו מאפשרת לחוקרים להבין את גירעונות בכל אזור אחד ואיך זה עשוי להשפיע על כמה משימות מאוד פונקציונליות כמו הליכה או שמירה על יציבות ושליטה של ​​איזון.

הגישה ששמשה במחקר זה מספקת בדיקה שיטתית מטרה של ספורטאים בתחילת קריירת המכללות שלהם, כך שאם מתרחשת פציעה יש בסיס טוב למדידת התאוששות. הרכיבים של פרוטוקול זה כי הם שימושיים ביותר לצוות הרפואי הם בסיס הנוירו-קוגניטיבי וממוחשב לאחר פציעה והערכות איזון. asessments איזון לעתים קרובות נעשים על הצד, וניצול מבחן אובייקטיבי צפוי להיות מועיל. אם ספורטאי לא לחזור לנקודת התחלה, צוות רפואת הספורט וadvisi האקדמיצוות ng יכול לעבוד עם ספורטאים כדי לקבוע ותכנית אישית לאירוח לטווח קצר וארוך במידת צורך. רוב הספורטאים לחזור לציוני בסיס תוך 7-10 ימים. 6,10 נתונים זה מאפשר לצוות הרפואי שהודיע ​​ומדדים אובייקטיביים לתמיכה בשיחות קשות עם ספורטאים במיוחד אם זמני התאוששות ארוכות יותר.

חלק מהמגבלות של פרוטוקול זה כולל זמן בדיקה, צובר לקנות ממרכיבים מתאימים, והכשרת עוזרי מחקר. זה לוקח בערך 90 דקות כדי לבדוק כל תלמיד-אתלט. כובע EEG עלול לקחת זמן נוסף כדי לקבל עכבות לסף רצוי ובחלק ממקרי חוקרים צריכים לשחרר אותו מפגישת הבדיקות. יש לנו בילינו זמן לחנך וביסוס אמון כדי לקבל מלא לקנות ברפואת ספורט צוות, מאמנים, המנהלים וסטודנטים-ספורטאים באוניברסיטה שלנו שהוא חיוני כדי להיות מסוגל לבדוק כל ספורטאי. זה לוקח זמן חוקר עצום כדי לבדוק את כל נבחרת שלtudent-ספורטאים בחטיבת אוניברסיטה אני. אנו מחויבים למטרה-העל שלנו; כדי לספק לרווחתם של תלמידים-ספורטאים הן בקמפוס ובמשך שנים רבות. לכן הזמן שלוקח לבדוק, לחנך, רכבת ולנתח מחוויר בהשוואה לערך זה יכול לספק.

ברגע שפרוטוקול או תת-קבוצה זו של בדיקות כבר נקבע, צוות המחקר יכול לספק לקירוב בדיקות לצוותים בית ספר התיכון ובני נוער מקומי ספורט. בנוסף, בדיקות מעקב לטווח ארוך יכולות להיות מוכנות למסתכלות סוף השוואות קריירה. זה העתיד של הערכת זעזוע המוח, מחקר וחינוך.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
ImPACT ImPACT, Pittsburgh, PA Neurocognitive concussion testing
EEG EGI, Eugene, OR EEG 32-channel system
Stim2 Compumedics Neuroscan, Charlotte, NC Software for task presentation for flanker task and auditory oddball
NetStation EGI, Eugene, OR Software for data collection and analysis of EEG
Sensory Device Cortical Metrics Sensory testing
Balance System SD Biodex Medical Systems, Inc., Shirley, NY balance testing
GAITRite  CIR systems, Inc., Sparta, NJ, USA Gait analysis
PCR Applied Biosystems, Foster City, CA Genetic Analysis
Matlab Mathworks, Natick, MA, USA Gait and balance analysis

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kristman, V., et al. Does the Apolipoprotein E4 allele predispose varsity athletes to concussion? A prospective cohort study. Clin J Sports Med. 18, 322-328 (2008).
  2. McCrory, P., et al. Consensus statement on concussion in sports the 4th International Conference on Concussion held in Zurich, November 2012. Br J Sports Med. 47, (5), 250-258 (2012).
  3. Giza, C. C., et al. Summary of evidence-based guideline update: Evaluation and management of concussion in sports: Report of the Guideline Development Subcommittee of the American Academy of Neurology. Neurology. 80, (24), 2250-2257 (2013).
  4. Langlois, J. A., Rutland-Brown, W., Waid, M. M. The epidemiology and impact of traumatic brain injury: a brief overview. J Head Trauma Rehabil. 21, 375-378 (2006).
  5. Faul, M., Xu, L., Wald, M. M., Coronado, V. G. Traumatic brain injury in the United States: emergency department visits, hospitalizations, and deaths. Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Injury Prevention and Control. Atlanta, GA. (2010).
  6. Broglio, S. P., Puetz, T. W. The effect of sport concussion on neurocognitive function, self-report symptoms and postural control: a meta-analysis. J Sports Med. 38, 53-67 (2008).
  7. Cancelliere, C., et al. Protocol for a systematic review of prognosis after mild traumatic brain injury: an update of the WHO Collaborating Centre Task Force findings. Systematic Reviews. 1, 17 Forthcoming.
  8. Guskiewicz, K., et al. Cumulative effects associated with recurrent concussion in collegiate football players. JAMA. 290, 2549-2555 (2003).
  9. Makdissi, M., Darby, D., Maruff, P., Ugoni, A., Brukner, P., McCrory, P. R. Natural history of concussions in sport: markers of severity and implications for management. Am J Sports Med. 38, 464-471 Forthcoming.
  10. Kirkwood, M. W., Yeates, K. O., Wilson, P. E. Pediatric sport-related concussion: a review of the clinical management of an oft-neglected population. Pediatrics. 117, 1359-1371 (2006).
  11. McCrea, M., et al. Acute effects and recovery time following concussion in collegiate football players. the NCAA Concussion Study. JAMA. 290, 2556-2563 (2003).
  12. Henry, L. C., Tremblay, S., Boulanger, Y., Ellemberg, D., Lassonde, M. Neurometabolic changes in acute phase concussions correlate with symptom severity. J Neurotrauma. 27, 65-76 (2010).
  13. Terrell, T. R., et al. APOE promotor, and Tau genotypes and risk for concussion in college athletes. Clin J Sports Med. 18, 10-17 (2008).
  14. Tierney, R. T., et al. Apolipoprotein E genotype and concussion in college athletes. Clin J Sports Med. 20, 464-468 (2010).
  15. Iverson, G., Brooks, B., Collins, M., Lovell, M. R. Tracking neuropsychological recovery following concussion in sport. Brain Inj. 20, 245-252 (2006).
  16. McClincy, M. P., Lovell, M. R., Pardini, J., Collins, M. W., Spore, M. K. Recovery from sports concussion in high school and collegiate athletes. Brain Inj. 20, 33-39 (2006).
  17. Hootman, J., Dick, R., Agel, J. Epidemiology of collegiate injuries for 15 sports: summary and recomendations for injury prevention initiatives. J Athl Train. 43, 311-319 (2007).
  18. Johnson, E. W., Kegel, N. E., Collins, M. W. Neuropsychological assessment of sport-related concussion. Clin Sports Med. 30, (1), 78-88 (2011).
  19. Broglio, S. P., Pontifex, M. B., O'Connor, P., Hillman, C. H. The persistent effects of concussion on neuroelectric indices of attention. J Neurotrauma. 26, (9), 1463-1470 (2009).
  20. Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. A novel device for the study of somatosensory information processing. J Neurosci Methods. 204, (2), 215-220 (2011).
  21. Martini, D. N., et al. The chronic effects of concussion on gait. Arch Phys Med Rehabil. 92, 585-589 (2011).
  22. Jordan, B. D. Genetic influences on outcome following traumatic brain injury. Neurochem Res. 32, 905-915 (2007).
  23. Holden, J. K., Nguyen, R. H., Francisco, E. M., Zhang, Z., Dennis, R. G., Tommerdahl, M. A novel device for the study of somatosensory information processing. J Neurosci Methods. 204, 215-220 (2012).
  24. Tannan, V., Holden, J. K., Zhang, Z., Baranek, G. T., Tommerdahl, M. A. Perceptual metrics of individuals with autism provide evidence for disinhibition. Autism Res. 1, 223-230 (2008).
  25. Nelson, A. J., Permiji, A., Rai, N., Hogue, T., Tommerdahl, M., Chen, R. Dopamine alters tactile perception in Parkinson’s disease. Can J Neurol Sci. 39, 52-57 (2012).
  26. McCrory, P. Future advances and areas of future focus in the treatment of sport-related concussion. Clin Sports Med. 30, 201-208 (2011).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics