Een Neurowetenschappelijke aanpak van het onderzoek van Hersenschudding in Student-atleten

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

Er is een grote variatie in het risico van een individu voor een hersenschudding en de bijbehorende herstel. Een veelzijdige benadering van de hersenschudding evaluatie wordt gerechtvaardigd; inclusief basislijn testen van atleten voor de deelname aan sport en tijdige evaluatie na letsel. Het doel van dit protocol is om een ​​passende veelzijdige benadering van hersenschudding te onderzoeken bieden.

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

Hersenschudding zich voordoen in een alarmerend tempo in de Verenigde Staten en een ernstige bezorgdheid over de volksgezondheid zijn geworden. Het CDC schat dat 1,6-3.800.000 hersenschudding optreden in de sport en recreatieve activiteiten per jaar. Hersenschudding, zoals gedefinieerd door de 2013 Hersenschudding Consensus Statement "kan worden veroorzaakt hetzij door een directe klap op het hoofd, gezicht, nek of elders op het lichaam met een 'impulsieve' kracht doorgegeven aan het hoofd." Hersenschudding verlaat het individu met zowel korte- en lange termijn. De korte-termijn effecten van sportgerelateerde hersenschudding kunnen veranderingen in het spelen van het vermogen, verwarring, geheugenstoornis, het verlies van bewustzijn, het vertragen van de reactietijd, verlies van coördinatie, hoofdpijn, duizeligheid, braken, veranderingen in het slaappatroon en stemming wijzigingen omvatten. Deze symptomen verdwijnen gewoonlijk binnen enkele dagen. Echter, terwijl sommige individuen te herstellen van een enkele hersenschudding vrij snel, veel ervaring aanhoudende effecten die kunnende laatste weken of maanden. De factoren met betrekking tot gevoeligheid hersenschudding en de daaropvolgende hersteltijden zijn niet bekend of begrepen op dit moment. Verschillende factoren zijn voorgesteld en zij omvatten hersenschudding geschiedenis van het individu, de ernst van de oorspronkelijke verwonding, geschiedenis van migraine, geschiedenis van leerstoornissen, psychiatrische comorbiditeit, en eventueel genetische factoren. Vele studies hebben individueel onderzocht bepaalde factoren, zowel op de korte termijn en lange termijn effecten van hersenschudding, hersteltijd natuurlijk, gevoeligheid en herstel. Wat is niet duidelijk vastgesteld is een effectieve veelzijdige benadering van hersenschudding evaluatie die waardevolle informatie met betrekking tot de etiologie, functionele veranderingen, en het herstel zou opleveren. Het doel van dit manuscript is om een ​​dergelijke veelzijdige benaderd die hersenschudding onderzoekt met behulp van geautomatiseerde neurocognitieve testen, event-related potentials, somatosensorische perceptuele reacties, balanceren ezels tonensment, gait beoordeling en genetische testen.

Introduction

Hersenschudding zich voordoen in een alarmerend tempo in de Verenigde Staten en heel veel aandacht hebben vergaard als een probleem voor de volksgezondheid. 1-3 Amerikaanse Centers for Disease Control en Prevention (CDC) schat dat 1,6-3.800.000 hersenschudding optreden in de sport en recreatieve activiteiten per jaar. 4,5 Hersenschudding, zoals gedefinieerd door de 2013 Hersenschudding Consensusverklaring 2 "kan worden veroorzaakt hetzij door een directe klap op het hoofd, gezicht, nek of elders op het lichaam met een 'impulsieve' kracht doorgegeven aan het hoofd." Hersenschudding kan resultaat in neuropathologische en / of substructural veranderingen die kunnen leiden tot functionele stoornissen. 2 Deze tekorten kunnen enkele weken aanhouden. Het is niet ongewoon voor sporters het zelfgekozen gerapporteerde symptomen afnames in evenwichtscontrole ervaren en verminderde neurocognitieve functie zelfs 14 dagen na de initiële verwonding. 6 De lange duur van de symptomen, de inconsistente identificatie van de hersenschudding, en de variabiliteit in preinjury capaciteiten vaak leiden tot complexe en niet gestandaardiseerde return-to-play beslissingen van artsen, onzekere herstel tijden, en mogelijk complicaties op lange termijn. 7-9

Na een hersenschudding, kan een individu zowel de korte termijn en lange termijn effecten te ervaren. De korte-termijn effecten van sportgerelateerde hersenschudding kunnen veranderingen in het spelen van het vermogen, verwarring, geheugenstoornis, het verlies van bewustzijn, het vertragen van de reactietijd, verlies van coördinatie, hoofdpijn, duizeligheid, braken, veranderingen in het slaappatroon en stemming wijzigingen omvatten. Deze symptomen verdwijnen gewoonlijk in een kwestie van dagen. 2,10 Maar terwijl sommige individuen te herstellen van een enkele hersenschudding vrij snel, veel ervaring aanhoudende effecten die kan duren voor weken of maanden na het letsel. 10,11, 12 Deze symptomatische verstoringen dagelijkse functie kan worden gekwantificeerd met behulp van cognitieve en de prestaties betrekking hebbend testen. Hoewel niemand enkele test diagnose van een hersenschudding, een batterij van tests moet bepalen en bekende relaties tussen de tests kan het medisch personeel te helpen bij het ​​stellen van een diagnose, terug naar de klas, en terug te keren om beslissingen te spelen. 2

Er is een grote variatie in het risico van een individu voor een hersenschudding en de bijbehorende herstel. 11 De factoren die verband houden met de gevoeligheid en de hersteltijd natuurlijk hersenschudding zijn niet goed bekend of begrepen. Verschillende factoren hebben gesuggereerd dat een individu een hersenschudding gevoeligheid en het herstel van invloed kunnen zijn. Deze factoren omvatten hersenschudding geschiedenis van het individu, de ernst van de oorspronkelijke verwonding, geschiedenis van migraine, geschiedenis van leerstoornissen, psychiatrische comorbiditeit, en eventueel genetische factoren. 7, 9, 13, 14

Vele studies hebben individueel onderzocht specifieke factoren voor zowel de korte termijn en lange termijn effecten vanhersenschudding, herstel tijd natuurlijk, en genetica als een factor van hersenschudding. 4,8,15-17 Wat is niet duidelijk vastgesteld is een effectieve veelzijdige benadering van de evaluatie die waardevolle informatie met betrekking tot de etiologie, functionele veranderingen zouden opleveren hersenschudding en herstel van een hersenschudding. Vanwege de verscheidenheid van de symptomen en de onzekere tijdsverloop van herstel, is een veelzijdige aanpak om hersenschudding evaluatie gerechtvaardigd en dit moet ook basislijn testen van alle atleten voorafgaand aan deelname aan de praktijk en de concurrentie evenals tijdige evaluatie na letsel. Een recent overzicht blijkt dat neurocognitieve assessments gevoeliger zijn voor herstel van een hersenschudding dan toezicht symptomen alleen kunnen zijn. 18 Het kan zijn dat er andere objectieve maatregelen die kunnen worden betere indicatoren van herstel van een hersenschudding.

Voor dit protocol, gebruiken we verschillende taken aan verschillende onderdelen van het systeem te beoordelen om te zien hoe ze worden beïnvloed bya hersenschudding. Een geautomatiseerde neurocognitieve test kan het geheugen, verwerkingssnelheid, probleemoplossende vaardigheden, cognitieve efficiëntie en impulscontrole te beoordelen. 6 EEG met auditieve en visuele verwerking taken kunnen worden gebruikt om neuroefficiency beoordelen door het onderzoek van event-related potentials. 19 A discriminatie somatosensorische taak zijn gebruikt om perifere en centrale sensorische verwerkingsmogelijkheden beoordelen. 20 balans en lopen maatregelen kunnen worden gebruikt om de functionele prestatie-eigenschappen te beoordelen. 6,21 Daarnaast beoordelen wij diverse genotypen dat de betrekkingen met de geschiedenis, hersenschudding herstel en de cognitieve functie hersenschudding kunnen hebben. 22 Wij basislijn testen onze varsity student-atleten op deze batterij van tests en herhaal testen of ze maken een hersenschudding als asymptomatisch.

Het doel van dit project is om potentieel op korte termijn en lange termijn invloed op prestaties als gevolg van de hersenschudding te beoordelen met behulp van genetische, neurocognitive, elektrofysiologische, gedrags-, somatosensorische, balans en lopen maatregelen. Inzicht in de mogelijke mechanismen die verband kunnen houden met verschillende symptomen en stoornissen die zich voordoen met een hersenschudding belangrijk in het bevorderen van onze kennis hersenschudding. Grotere knowledgle over deze veranderingen kunnen in de toekomst hulp in hersenschudding diagnose evenals hersenschudding beheer als het gaat om terug te keren om te spelen en terug te keren naar academici.

Alle hieronder beschreven maatregelen worden genomen bij aanvang (vóór deelname student-atleet in de sport). Onze huidige protocol is om de geautomatiseerde neurocognitieve testen op 48 uur te voltooien, samen met de balans protocol, omdat we geloven dat deze nuttige informatie met betrekking tot het herstel en de mogelijke return-to-play en terug-naar-academici. Wanneer de student-atleet meldt asymptomatische ze weer terug te gaan naar het laboratorium waar alle basislijn maatregelen opnieuw worden uitgevoerd, met uitzondering van de genetische testen. Het volledige protocol, basEline en asymptomatisch, duurt ongeveer 90 minuten in beslag in een testperiode.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Al de hieronder beschreven procedures zijn goedgekeurd door de Elon Institutional Review Board.

1. Computergestuurde neurocognitieve testen

  1. Vraag de deelnemers om te gaan zitten in de voorkant van de computer. Log deelnemers aan het systeem en hen te instrueren de gecomputeriseerde neuropsychologische test die een demografische en achtergrondinformatie sectie, zelf-gerapporteerde symptoom checklist, en 6 modules (woord discriminatie, ontwerp geheugen, X en O's, symbool matching, kleur match bestaat voltooien, en drie letters).
  2. Download samenvattend verslag en voer vier samengestelde scores voor verbale geheugen, visueel geheugen, reactietijd en motorische snelheid van verwerking.

2. Event Related Potentials

  1. Meet hoofdomtrek met een meetlint om te bepalen omvang van EEG net kan worden gebruikt. Bepaal de plaatsing van de EEG netto door het meten van anatomische oriëntatiepunten.
  2. Week de EEG net in duslutie natriumchloride en baby shampoo voor 5 minuten.
  3. Plaats de EEG net op het hoofd van de deelnemer. Het systeem dat wij gebruiken bevat 32 kanalen.
  4. Controleer impedantie niveaus van de sites op de computer. Voor ons systeem, wordt een impedantie van minder dan 100 kOhm acceptabel geacht.
  5. Verklaren de cognitieve taken en laat de deelnemer oefenen per taken.
    1. Auditieve Excentrieke Taak: Instrueer de deelnemer op een koptelefoon te zetten en comfortabel zitten aan een tafel. Hen te informeren dat ze een reeks van lage en hoge tonen te horen en om zo snel en accuraat mogelijk te reageren door te klikken op een knop om een ​​hoge frequentie auditieve toon.
    2. Flanker Taak: Instrueer deelnemer te zitten in de voorkant van een computerscherm, waar ze zal worden gegeven een reeks van pijlen op een scherm geprojecteerd. Instrueer de deelnemers om te reageren op de richting van de middelste pijl door te klikken op de linker muisknop als het werd naar links of door te klikken op de rechter muisknop als het aanwees right zo snel en nauwkeurig mogelijk.
  6. Instrueer deelnemer aan twee onderzoeken van zowel de auditieve excentrieke taak en de flanker taak te voltooien.
  7. Verwijder de EEG net van de deelnemer en het reinigen van de EEG netto door het weken in germicide ontsmettingsmiddel gedurende 10 min.

3. Somatosensorische Perceptuele Responses

  1. Seat de deelnemer comfortabel met hun linkerhand geneigde positie rust op de stimulus apparaat en de vingers geplaatst langs de omtrek van het apparaat met beklede uiteinden cijfers 2 en 3 in contact met de stimulatiesondes. 23
  2. Vraag de deelnemer om taakgerelateerde instructies en aanwijzingen te geven op een computer monitor en voer reacties met behulp van een twee-knop computermuis. Project 5 verschillende tests: 2 eenvoudige enkele site reactietijd taken, een dubbele discriminatie website amplitude, 24 een dual website amplitude taak met een enkele site aanpassen stimulus, 24 eneen tijdelijke orde oordeel taak. 25
  3. Voorafgaand aan het begin van elke test, zal de aanwijzingen op de computer van de deelnemer op te dragen de praktijk proeven uitvoeren om zich vertrouwd te maken met de taak. De computer zal de deelnemers prestaties feedback na elke test te geven (bijv juiste; onjuiste).

4. Balans Protocol

  1. Instrueer de deelnemers op anti-slip sokken te zetten en dan staan ​​op de balans systeem om kennis te maken met een instrument geworden.
  2. Instrueer de deelnemers in een comfortabele positie te staan, passend bij het centrum van de druk punt met de stip in het midden op het scherm. Onderzoekers nemen dit comfortabele uitgangspositie zodanig dat alle tests plaatsvinden met dezelfde voet positie terwijl je op het apparaat.
  3. Vraag de deelnemer gedurende 30 seconden voor elk van de vier voorwaarden te staan ​​(ogen open / stevige ondergrond, gesloten ogen / stevige ondergrond, ogen open / foam oppervlak, met gesloten ogen / foam oppervlak). Bieden de deelnemers een 10 sec rust tussen elke conditie en een 3 seconden aftellen voor het begin van elke opname.
  4. Herhaal elk van de voorwaarden bij het invullen van een secundaire taak. Instrueren hen om terug te tellen met 7 startpunt van een willekeurige 3-cijferig nummer toegekend (bv 843).
  5. Neem een ​​slingering index score, een maat voor de standaarddeviatie van de hoeveelheid slingering per conditie en het centrum van drukgegevens om later te gebruiken voor verdere analyse.

5. Beoordeling van het looppatroon

  1. Beoordelen 'gang een draagbare 15' deelnemers lange tapijt instrumentele tredmolen analysesysteem met druksensoren gehele lengte van het tapijt aanwezig voetstappen de deelnemer detecteren.
  2. Vraag de deelnemers lopen over mat op blote voeten op een comfortabele snelheid vijfmaal vanaf een afstand van 3 'voor de start van de mat en 3' na het verlaten van de mat.
  3. Instrueer de participatieNTS vijf extra wandelen proeven te voltooien terwijl terugtellen door zeven uit een willekeurige 3-cijferig nummer als gelijktijdige cognitieve dubbele taak.
  4. De afhankelijke variabelen verkregen als output van ganganalyse omvatten absolute en variabiliteit maatregelen van verschillende tijdruimtelijk parameters zoals snelheid, cadans en paslengte.

6. Genetica

  1. Vraag de deelnemer om verwijder voorzichtig het wattenstaafje stok uit de steriele verpakking (voorzichtig om alleen de stick einde van het wattenstaafje stok aanraken), beweeg het wattenstaafje in hun mond, en krachtig wrijven het wattenstaafje binnenkant van beide wangen voor een totaal van 20 sec .
  2. Overhandig het wattenstaafje stok om de technicus die is het dragen van latex of nitril. Houd alleen de stick einde en plaats dan het staafje tip in een steriele 1,7 ml tube (gelabeld met slechts een identificatienummer), die onmiddellijk op ijs geplaatst.
  3. Binnen 24 uur de overdracht van de monsters naar een -20 ° C vriezer.
  4. Extraheer DNA metstandaard DNA Purification Kit volgens het protocol van de fabrikant. Om een ​​meer geconcentreerd te verkrijgen, na extractie Voer een isopropanol neerslaan en rehydrateren DNA in 20 pl EDTA buffer (pH 8.0).
  5. Bewaar de geëxtraheerde DNA bij -80 ° C tot genotypering analyse met standaard polymerasekettingreactie (PCR) assays met fluorescerende labels.
  6. "Bel" de genotypen door PCR-software en controleer handmatig door het bekijken van PCR-amplificatie percelen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Geautomatiseerde neurocognitieve testen

Een voorbeeld van de resultaten van het geautomatiseerde neurocognitieve test kan worden gezien in figuur 1. Het computerprogramma wekt samengestelde scores op verbaal geheugen, visueel geheugen, visuele motorsnelheid en reactietijd die vaak worden gebruikt om terug te spelen en terug naar -Meer hersenschudding beheer protocollen. De verbale en visuele geheugen composieten evalueren aandachtsprocessen, leren en geheugen. Visual motorsnelheid maatregelen visuele verwerking, leren en geheugen en reactiesnelheid visuele motor (ImPACT Clinical Interpretation Manual). Het bevat ook een Total Symptom Score op het moment van de test, impulsbeheersing Score en een Cognitieve Efficiency Index. De Impulscontrole Score is gerelateerd aan het aantal fouten bij de test- en kunnen nuttig zijn bij het interpreteren resultaten. De Cognitieve-efficiëntie-index probeert de afweging tussen snelheid en nauwkeurigheid te meten. Als de student-athlete ervaart een hersenschudding ze gevraagd om terug te komen op 48 uur na een hersenschudding en wanneer asymptomatisch. Afhankelijk van de duur van het herstel van de student-sporter kan worden gevraagd om de beoordeling naar herstel onderzoeken af ​​te ronden. Aangenomen wordt dat na een hersenschudding er aanzienlijke verlaagt de prestaties van één of meer van de samengestelde scores en zal herstellen tot basislijn bij asymptomatische omdat dit vaak gebruikt als een indicator om terug te spelen en terugkeren naar academici.

Event Related Potentials

Voor de Flanker taak deelnemers wordt gevraagd om te reageren op een middelste pijl naar links of rechts. Deze middelste pijl kan gaan dezelfde richting als de twee flankerende pijlen (congruent) of tegenover de flankerende pijlen (incongruente). Uit de antwoorden is het mogelijk om reactie nauwkeurigheid evenals responstijd te bepalen om de pijlen voor de congruente en incongruente. Bovendien, de behaactiviteit gemeten is het mogelijk een Event-related potential (ERP) afgeleid. Figuur 2 toont de individuele gegevens voor één onderwerp op de Flanker taak. Deze gegevens zijn afkomstig van het gemiddelde over alle juiste antwoorden voor de congruente en incongruente trials van de Flanker taak. Bij het onderzoek naar de verschillende ERP-componenten is een typisch geïnteresseerd in de amplitude en latentie van de ERP-component. Momenteel onderzoeken de P3, maar we konden ook onderzoeken de N1, N2 en P2 componenten ook. De P3 gebeurt meestal tussen 300-600 msec na stimulus presentatie en wordt gedacht aan context actualisering vertegenwoordigen. De P3 kan worden gekwantificeerd in amplitude, hoe hoog de piek van de uitgangswaarde, en latency, hoe lang de piek plaatsvindt van stimulus presentatie. Voor de Auditieve Excentrieke taak is het ook mogelijk om de reactie nauwkeurigheid (aantal juiste antwoorden), evenals responstijd te bepalen aan de hoge toonhoogte tonen (niet de lage tonen). Vergelijkbaar met de Flanker Taak ERP componenten en hun amplitude en latentie kan worden bepaald.

Figuren 3 en 4 geven voorlopige gegevens voor amplitude en latentie van de P3 in de Flanker en auditieve Oddball taken. Men mag verwachten dat degenen die een hersenschudding hebben geleden een grotere amplitude en langere latentie kan hebben ten opzichte van hun baseline of niet concussed tegenhangers.

Somatosensorische Perceptuele Responses

Figuur 5 illustreert de prestaties van een persoon (verschil limen) op een amplitude discriminatie taak met en zonder enkele site adaptatie. Soortgelijke grafieken kunnen ook worden bepaald voor single ter reactietijd taak discriminatie dubbele ter amplitude, een dubbele ter amplitude taak met een enkele site aanpassing stimulus en een tijdelijke orde arrest taak. Personen die lijden aan een hersenschudding naar verwachting beter presteren op een amplitude discriminatietaak met verstorende enkele site aanpassing stimulus vergelijking met niet-hersenschudding controlepersonen. Een belangrijk punt van aandacht is dat een gecompromitteerd zenuwstelsel (bijv hersenschudding) leidt tot betere prestaties op sommige somatosensorische testen taken (waaronder discriminatie tijd met een amplitude verwarren), een waardevol contrast met de verwachte afname van de prestaties bekend om andere sensorische en motorische proeven. Het testen van de somatosensorische systeem kan snel worden uitgevoerd en kan een gevoelige maatregel om een ​​hersenschudding te identificeren en de voortgang tijdens de herstelfase om de terugkeer op het besluit van spelen te informeren bieden.

Balans

Figuur 6 is een representatief voorbeeld van de resultaten van de Balance protocol. De slingering index en drukpunt data worden gebruikt voor verdere analyse. Tabel 1 toont de kinematische variabelen die worden berekend uit de center druk gegevens en vertelt ons meer over balans controle vs. waag stabiliteit. Na een hersenschudding balans en stabiliteit worden vaak veranderd om ofwel minder stabiel (hogere zwaaien) of meer stabiel (lagere sway). Herstel zou zijn wanneer maatregelen komen terug naar de uitgangswaarde. Beide veranderingen kunnen gevolgen hebben op het vermogen om te herstellen van of voor te bereiden op een verlies van stabiliteit dus potentieel zetten een student-sporter een verhoogd risico op letsel te hebben.

Gang

Figuur 7 toont de data-uitgang van een enkel onderwerp. Data wordt samengesteld op basis van de verschillende proeven en zoals geanalyseerd één grote voet door. Tabel 2 bevat de middelen en de variabiliteit voor gait maatregelen in hersenschudding geschiedenis. Men zou kunnen verwachten dat na een hersenschudding de snelheid en het lopen kinematica van een student-atleet zal veranderen. De implicaties van deze in een dynamische taak zijn verreikend. Gait parameters kunnen ons understan helpend hoe besturing van het systeem veranderd en hoe herstelt.

Genetica

Tabel 3 is een voorbeeld van de uitvoer die wordt ontvangen na PCR analyse. Zodra deze uitgang wordt ontvangen genotypes kan worden bepaald voor verschillende deelnemers en vervolgens gelijkgesteld met andere variabelen zoals hersenschudding geschiedenis, herstel van hersenschudding en cognitieve functie. De huidige genotypen die worden bepaald onder apolipoproteïne E (APOE), de polymorfe promotor regio van APOE, Catechol-O-methyltransferase (COMT) en dopaminereceptor (DRD2).

Figuur 1
Figuur 1: Voorbeeld van een gecomputeriseerde neuropsychologische testrapport.

Figuur 2
Figuur2. Een voorbeeld van een typische evenementscontactpunt potentieel (ERP) De component van belang zijn voor de doeleinden van dit onderzoek is de P3.

Figuur 3
Figuur 3:. Voorlopige resultaten tonen verschillen in amplitude en latentie voor P3 in verband met de Flankers taak worden de resultaten gepresenteerd van de middellijn elektroden in verband met de frontale (Fz), frontocentral (FCZ), pariëtale (Pz) en occipitale (Oz) regio's van de hersenen. Eerder concussed onderwerpen zijn in donkergrijs terwijl niet concussed onderwerpen zijn in lichtgrijs.

Figuur 4
Figuur 4: Voorlopige resultaten tonen verschillen in amplitude en latentie voor P3 in verband metde Auditieve Abnorma taak. De resultaten worden vanaf de middellijn elektroden verbonden aan de frontale (Fz), frontocentral (FCZ), pariëtale (Pz) en occipitale (Oz) hersengebieden. Eerder concussed onderwerpen zijn in donkergrijs terwijl niet concussed onderwerpen zijn in lichtgrijs.

Figuur 5
Figuur 5:. Vergelijking verschil limen een enkel onderwerp verkrijgbaar amplitude discriminatietaken met of zonder enige aanpassing plaats op na hersenschudding en bij herstel van de paal hersenschudding prestaties met een enkele site aanpassing stimulus is vergelijkbaar met de uitvoering zonder conditionering stimulus. Onder normale controlepersonen de aanwezigheid van een single-site aanpassing stimulus leidt tot een afname van de prestaties (dat wil zeggen het verschil Limen toeneemt); vergelijkbaar met het herstel pe rformance.

Figuur 6
Figuur 6:. Voorbeeld van een balans testrapport De bovenste afbeelding toont de macht scores in vergelijking met normatieve gegevens. De onderste toont het centrum van drukgegevens voor elk onderzoek.

Figuur 7
Figuur 7:. Voorbeeld van gegevens die door ganganalyse systeem De top is de druk van uw voet op de mat en de onderkant heeft alle kinematische maatregelen.

Tabel 1
Tabel 1: Center of Pressure Kinematisch Maatregelen tegenover voorwaarden voor een groep studenten sporters met en zonder een voorgeschiedenis van een hersenschudding.

"Fo: keep-together.within-page =" always "> Tabel 2
Tabel 2. Spatiotemporal parameters van gait evaluaties van high school football spelers verzameld in het kader van de Elon BrainCARE protocol met behulp van ganganalyse instrument

Tabel 3
Tabel 3. Genetische results volgende PCR-analyse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Het doel van deze multidimensionale aanpak van de uitgangswaarde hersenschudding testen is tweeledig: 1) om de gevolgen van een hersenschudding (acute en lange termijn) op het neuromusculaire systeem beter te begrijpen; 2) om te helpen de sportgeneeskunde personeel make terugkeer naar beslissingen (ze voornamelijk gebruik van neurocognitieve testen zoals is voorgesteld door McCrory). 26 Deze veelzijdige benadering van hersenschudding evaluatie levert waardevolle informatie met betrekking tot de etiologie, functionele veranderingen, en herstel van hersenschudding spelen. Weinig wordt begrepen over de uitgebreide impact van hersenschudding op het systeem als geheel en dit protocol zorgt ervoor dat wetenschappers uit verschillende disciplines om niet alleen te kijken naar effecten die verband houden met hun expertise, maar samen te werken over hoe kleine veranderingen van invloed zijn meerdere systemen of aspecten van het gedrag.

De betekenis van deze multidisciplinaire aanpak is om een ​​beter begrip van die systemen kan worden aangetast en de periode van herstel vhadat letsel. Dit protocol wordt momenteel gebruikt om te helpen return-to-play en terug-naar-academici beslissingen en het opbouwen van een lichaam van gegevens om te bepalen welke componenten nuttig zijn bij het vaststellen van de schade en het herstel zijn. Deze multidisciplinaire aanpak stelt onderzoekers in staat om tekorten in één gebied en hoe het kan van invloed zijn een aantal zeer functionele taken zoals wandelen of behoud van de stabiliteit en controle van de balans te begrijpen.

De aanpak die in deze studie biedt doel systematisch testen van sporters aan het begin van hun collegiale carrière, zodat als er een speler geblesseerd raakt is er een goede uitgangssituatie om het herstel te meten. De componenten van dit protocol die het meest nuttig zijn voor het medisch personeel zijn baseline en na letsel geautomatiseerd neurocognitieve en balans assessments. Balance asessments worden vaak gedaan aan de zijlijn, en gebruik te maken van een objectieve test zal waarschijnlijk nuttig zijn. Als een atleet niet terugkeert naar de uitgangswaarde, de sportgeneeskunde personeel en de academische advising personeel kan werken met sporters te bepalen en individueel plan voor de korte en lange termijn accommodaties indien nodig. De meeste atleten terug te keren naar de uitgangswaarde scores binnen 7-10 dagen. 6,10 Deze data kan de medische staf te hebben geïnformeerd en objectieve maatregelen om moeilijke gesprekken met atleten vooral als herstel tijden zijn langer te ondersteunen.

Enkele van de beperkingen van dit protocol zijn onder andere het testen van de tijd, het verkrijgen van kopen van de bestanddelen, en het trainen van assistenten. Het duurt ongeveer 90 minuten aan elke student-sporter te testen. Het EEG dop kan extra tijd nemen om te impedantie om de gewenste drempelwaarde en in sommige gevallen onderzoekers hebben om het te laten vallen uit de testsessie te krijgen. We hebben tijd doorgebracht opleiden en tot oprichting van vertrouwen te krijgen volle te kopen in de sportgeneeskunde personeel, coaches, bestuurders en student-atleten aan onze universiteit die essentieel is om te kunnen elke atleet te testen. Dit duurt enorme onderzoeker tijd om te testen alle varsity student-atleten op een Divisie I University. Wij zijn toegewijd aan onze overkoepelende doelstelling; te zorgen voor het welzijn van de student-atleten, zowel op de campus en voor de komende jaren. Daarom is de tijd die het kost om te testen, opleiden, trainen en te analyseren verbleekt in vergelijking met de waarde die het zou kunnen bieden.

Zodra dit protocol of deelverzameling van de tests is vastgesteld, kan het onderzoeksteam outreach testen om de plaatselijke middelbare school en de jeugd sportteams bieden. Daarnaast kunnen follow-up testen op lange termijn worden afgerond om te kijken naar het einde van de carrière van vergelijkingen. Dit is de toekomst van de hersenschudding evaluatie, onderzoek en onderwijs.

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