En neurovetenskaplig inriktning till att Undersökning av Hjärnskakningar i Student-idrottare

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

Det finns en stor variation i en individs risk för hjärnskakning och deras motsvarande återhämtning. En mångfacetterad syn på hjärnskakning utvärdering bör göras; inklusive baslinje testning av idrottare före deltagandet i idrott och tid utvärdering efter skada. Målet med detta protokoll är att tillhandahålla en lämplig mångfasetterad strategi för att undersöka hjärnskakningar.

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

Hjärnskakning inträffar i en oroväckande takt i USA och har blivit ett allvarligt folkhälsoproblem. CDC uppskattar att 1,6-3.800.000 hjärnskakningar inträffar i sport-och fritidsaktiviteter årligen. Hjärnskakning enligt definitionen i 2013 Hjärnskakning konsensusuttalande "kan orsakas antingen av en direkt slag mot huvudet, ansiktet, halsen eller på andra ställen på kroppen med en" impulsiv "kraft som överförs till huvudet." Hjärnskakningar lämnar individen med både kort- och långsiktiga effekter. De kortsiktiga effekterna av idrottsrelaterade hjärnskakningar kan omfatta ändringar spela förmåga, förvirring, minnesstörning, förlust av medvetandet, saktar av reaktionstid, förlust av koordination, huvudvärk, yrsel, kräkningar, förändringar i sömnmönster och humörsvängningar. Dessa symtom försvinner vanligtvis inom några dagar. Men medan vissa individer återhämta sig från en enda hjärnskakning ganska snabbt, många upplever kvardröj effekter som kanpågå i veckor eller månader. De faktorer relaterade till hjärnskakning mottaglighet och de efterföljande återhämtningstider är inte väl kända eller förstått vid denna tidpunkt. Flera faktorer har föreslagits, och de inkluderar individens hjärnskakning historia, hur allvarlig den initiala skadan, historia migrän, historia inlärningssvårigheter, historia psykiatriska sjukdomstillstånd, och eventuellt, genetiska faktorer. Många studier har undersökts individuellt vissa faktorer både de kortsiktiga och långsiktiga effekter av hjärnskakningar, återhämtningstid kurs, mottaglighet och återhämtning. Vad som inte har klart fastställts är ett effektivt mångfasetterad strategi för hjärnskakning utvärdering som skulle ge värdefull information relaterad till etiologin, funktionella förändringar, och återhämtning. Syftet med detta manuskript är att visa en sådan mångfacetterad närmade som granskar hjärnskakningar med hjälp datoriserat neurokognitiva tester, händelserelaterade potentialer, somatosensoriska perceptuella svar, balansera åsnorsment, gång bedömning och genetisk testning.

Introduction

Hjärnskakning inträffar i en oroväckande takt i USA och har rönt en hel del uppmärksamhet som ett folkhälsoproblem. 1-3 US Centers for Disease Control and Prevention (CDC) uppskattar att 1,6-3.800.000 hjärnskakningar inträffar i sport-och fritidsaktiviteter 4,5 Hjärnskakning enligt definitionen i 2013 Hjärnskakning konsensusuttalande 2 "kan orsakas antingen av en direkt slag mot huvudet, ansiktet, halsen eller på andra ställen på kroppen med en" impulsiv "kraft som överförs till huvudet." Hjärnskakning kan årligen. Resultatet i neuropatologiska och / eller substructural förändringar som kan leda till funktionsstörningar. 2 Dessa underskott kan kvarstå i flera veckor. Det är inte ovanligt att idrottare att uppleva ökad självrapporterade symtom, minskningar i postural kontroll och minskad neurokognitiva funktion även 14 dagar efter den initiala skadan. 6 långvarig karaktär symptom, den ikonsekvent identifiering av hjärnskakningar, och variationen i preinjury förmågor leder ofta till komplexa och icke standardiserade retur-till-play beslut läkare, osäkra återhämtningstider och eventuellt långtidseffekter. 7-9

Efter en hjärnskakning, kan en individ uppleva både kortsiktiga och långsiktiga effekter. De kortsiktiga effekterna av idrottsrelaterade hjärnskakningar kan omfatta ändringar spela förmåga, förvirring, minnesstörning, förlust av medvetandet, saktar av reaktionstid, förlust av koordination, huvudvärk, yrsel, kräkningar, förändringar i sömnmönster och humörsvängningar. Dessa symtom försvinner vanligtvis inom några dagar. 2,10 Men medan vissa individer återhämta sig från en enda hjärnskakning ganska snabbt, många upplever kvardröj effekter som kan pågå i veckor eller månader efter skadan. 10,11, 12 Dessa symtomatiska störningar dagliga funktion kan kvantifieras med hjälp av kognitiv och prestanda relaterad tester. Även om ingen enda test bör bestämma diagnos av en hjärnskakning, ett batteri av tester och kända förhållanden mellan tester kan hjälpa vårdpersonal att göra diagnoser, tillbaka till klassrummet, och återgå till att spela beslut. 2

Det finns en stor variation i en individs risk för hjärnskakning och deras motsvarande återhämtning. 11 De faktorer relaterade till hjärnskakning mottaglighet och återhämtning tidsförloppet är inte väl kända eller förstått. Flera faktorer har föreslagits som kan påverka en individs hjärnskakning mottaglighet och återhämtning. Dessa faktorer inkluderar individens hjärnskakning historia, hur allvarlig den initiala skadan, historia migrän, historia inlärningssvårigheter, historia psykiatriska sjukdomstillstånd, och eventuellt genetiska faktorer. 7, 9, 13, 14

Många studier har undersökts individuellt specifika faktorer för både kortsiktiga och långsiktiga effekter avhjärnskakning, återhämtningstid kurs och genetik som en faktor hjärnskakning. 4,8,15-17 Vad har inte tydligt fastställts är ett effektivt mångfasetterad strategi för hjärnskakning utvärdering som skulle ge värdefull information relaterad till etiologin, funktionella förändringar, och återhämtning från hjärnskakning. På grund av olika symptom och det osäkra tidsförloppet för återhämtning, är en mångfasetterad strategi för hjärnskakning utvärdering berättigad och detta bör innefatta baslinjen testning av alla idrottare före deltagande i praktik och konkurrens samt tid utvärdering efter skada. En nyligen genomförd granskning visar att neurokognitiva bedömningar kan vara mer känsliga för återhämtning från en hjärnskakning än övervaknings symptom ensam. 18 Det kan vara så att det finns andra objektiva åtgärder som kan vara bättre indikatorer på återhämtning från hjärnskakning.

För detta protokoll använder vi flera uppgifter för att bedöma olika komponenter i systemet för att se hur de påverkas bya hjärnskakning. Ett datoriserat neurokognitiva testet kan bedöma minne, processorhastighet, problemlösning färdigheter, kognitiv effektivitet och impulskontroll. 6 EEG med auditiva och visuella uppgifter bearbetning kan användas för att bedöma neuroefficiency genom undersökning av händelserelaterade potentialer. 19 En somatosensoriska diskriminering uppgift kan vara används för att bedöma perifera och centrala sensoriska processkapacitet. 20 Balans och gång åtgärder kan användas för att bedöma funktionella prestanda. 6,21 Dessutom bedömer vi olika genotyper som kan ha relationer till hjärnskakning historia, hjärnskakning återhämtning och kognitiv funktion. 22 Vi baslinjen testa våra universitets- student-idrottare på detta batteri av tester och upprepa tester om de drabbas av en hjärnskakning vid symtomfrihet.

Syftet med detta projekt är att utvärdera potentiella kortsiktiga och långsiktiga minskningar i prestanda på grund av hjärnskakning använda genetisk, neurockognitiv, elektrofysiologiska, beteende, somatosensoriska, balans och gångåtgärder. Förstå de potentiella mekanismer som kan ha samband med olika symtom och funktionsnedsättningar som uppstår med en hjärnskakning är viktiga för att främja vår kunskap om hjärnskakning. Större knowledgle om dessa förändringar kan i framtiden stöd hjärnskakning diagnos samt hjärnskakning hantering eftersom det gäller att återvända för att spela och återvända till akademiker.

Alla åtgärder som beskrivs nedan är tagna vid baslinjen (före student idrottsman deltagande i idrott). Vår nuvarande protokollet är att slutföra det datoriserade neurokognitiva tester på 48 timmar tillsammans med balansen protokollet eftersom vi tror att dessa ger användbar information om återvinning och möjliga avkastning-to-play och återgå till akademiker. När eleven-friidrottare rapporterar asymtomatiska de åter tillbaka till laboratoriet där alla grundläggande åtgärder igen bedrivs, förutom för genetisk testning. Den kompletta protokollet, basEline och asymtomatisk, tar cirka 90 minuter att slutföra i en testperiod.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Alla de förfaranden som beskrivs nedan har godkänts av Elon s Institutional Review Board.

1. Datoriserad Neurokognitiv Testning

  1. Be deltagarna att sitta framför datorn. Logga deltagarna på systemet och instruera dem att slutföra det datoriserade neuropsykologiska test som består en demografisk och bakgrundsinformation avsnittet, självrapporterad symtom checklista, och 6 moduler (ordet diskriminering, design minne, X och O, symbol matchande, färg match, och tre bokstäver).
  2. Hämta sammanfattande rapport och ange fyra sammansatta poängen för verbalt minne, visuellt minne, reaktionstid och motorprocessorhastighet.

2. Händelse Relaterade Potentials

  1. Mät huvudomfång med ett måttband för att bestämma storleken av EEG nät som skall användas. Bestäm placeringen av EEG nätet genom att mäta anatomiska landmärken.
  2. Blöt EEG nätet i sålution av natriumklorid och babyschampo för 5 minuter.
  3. Placera EEG netto på huvudet av deltagaren. Det system som vi använder innehåller 32 kanaler.
  4. Kontrollera impedansnivåerna av platserna på datorn. För vårt system, är en impedans under 100 kohm anses vara acceptabelt.
  5. Förklara kognitiva uppgifter och låta deltagaren öva alla uppgifter.
    1. Auditory Oddball Uppgift: Instruera deltagaren att sätta på hörlurarna och sitta bekvämt vid ett bord. Informera dem om att de kommer att höra ett antal låga och höga toner och att svara så snabbt och korrekt som möjligt genom att klicka på en knapp till en hög frekvens auditiv tonen.
    2. Flanker Uppgift: Instruera deltagaren att sitta framför en datorskärm där de kommer att få en rad pilar projiceras på en skärm. Instruera deltagarna att svara på riktningen av den mellersta pilen genom att klicka med vänster musknapp om det var pekar åt vänster eller klicka på höger musknapp, om den pekade rigght så snabbt och exakt som möjligt.
  6. Instruera deltagaren att slutföra två prövningar av både hörsel kuf uppgiften och flanker uppgiften.
  7. Ta EEG nätet från deltagaren och rengör EEG nätet genom blötläggning i bakteriedödande desinfektionsmedel i 10 min.

3. Somatosensoriska Perceptuell Responses

  1. Seat deltagaren bekvämt med sin vänstra hand i en liggande ställning vilar på sinnesretning enheten och deras fingrar placerade längs konturen av enheten med vadderade tips av siffrorna 2 och 3 placerade i kontakt med stimulans sonder. 23
  2. Be deltagaren att visa uppgiftsrelaterade instruktioner och ledtrådar på en datorskärm och ange svaren med hjälp av en två knapp datormus. Projekt 5 olika tester: 2 enkla single site reaktionstid uppgifter, en dubbel plats amplitud diskriminering, 24 en dubbel plats amplitud uppgift med en enda sajt anpassa stimulans, 24 ochen tidsordning dom uppgift. 25
  3. Inför starten av varje testkörning, kommer de ledtrådar på datorn instruera deltagaren att slutföra övnings försök att bekanta sig med den uppgiften. Datorn kommer att ge deltagarna prestanda återkoppling efter varje provning (t.ex. korrekta, inkorrekt).

4. Balans Protokoll

  1. Instruera deltagarna att sätta på halkskydd strumpor och sedan stå på balanssystem för att bekanta sig med instrumentet.
  2. Instruera deltagarna att stå i en bekväm ställning, matcha tryckcentrum prick med mitt prick på skärmen. Forskare spela detta bekväma utgångsläge så att alla tester sker med samma fotställning stående på enheten.
  3. Be deltagaren stå i 30 sekunder för varje av de fyra villkoren (ögonen öppna / fast yta, slutna ögon / fast yta, ögonen öppna / skumytan, slutna ögon / skumytan). Ge deltagarna en 10 sek vila mellan varje skick och en 3 sekunders nedräkning innan början av varje inspelning.
  4. Upprepa samtliga villkor samtidigt slutföra en sekundär uppgift. Instruera dem att räkna baklänges med 7 startar från ett slumpmässigt 3 siffrigt nummer ges till dem (t.ex. 843).
  5. Spela in ett gungning indexvärde, ett mått på standardavvikelsen för den mängd gungning för varje tillstånd och centrum för tryckdata för att använda senare för vidare analys.

5. Gait Bedömning

  1. Bedöm deltagarnas gång med hjälp av en bärbar 15 "lång matta instrumentegånganalys-system med tryckgivare som finns i hela längden på mattan för att upptäcka deltagarens fotsteg.
  2. Be deltagarna att gå över mattan barfota på en bekväm hastighet fem gånger med början från ett avstånd av 3 'innan mattan och 3' efter att ha lämnat mattan.
  3. Instruera delaktighetNTS att slutföra fem ytterligare walking prövningar samtidigt räkna baklänges med sju från ett slumpmässigt 3 siffrigt nummer som en samtidig kognitiv dubbla uppgiften.
  4. De beroende variablerna erhålls som utdata från gånganalys inkluderar absoluta och variabilitet åtgärder för flera Spatiotemporal parametrar som hastighet, kadens och steglängd.

6. Genetik

  1. Be deltagaren att försiktigt ta bort pinnen staven ur steril behållare (var noga med att enbart röra pinnen slut pinnen stick), flytta pinnen i munnen, och kraftfullt gnugga pinnen insidan av båda kinderna för totalt 20 sek .
  2. Hand pinnen stick till den tekniker som bär latex eller nitrilhandskar. Endast hålla pinnen änden och sedan placera pinnen spetsen i ett sterilt 1,7 ml rör (märkt med ett identifierings endast nummer), som omedelbart placeras på is.
  3. Inom 24 timmar överföringen proverna till en -20 ° C frys.
  4. Extrahera DNA med användningen vanlig DNA Purification Kit enligt tillverkarens protokoll. För att erhålla en mer koncentrerat prov, efter extraktion, utföra en isopropanol utfällningssteg och rehydrera DNA i 20 | il EDTA-buffert (pH 8,0).
  5. Förvara extraherat DNA vid -80 ° C tills genotypning analys med användning av standardpolymeraskedjereaktion (PCR) -analyser med fluorescerande markörer.
  6. "Ring" genotyper av PCR programvara och kontrollera manuellt genom att titta PCR amplifiering tomter.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Datoriserad Neurokognitiv Testning

Ett exempel på resultat för det datoriserade neurokognitiva testet kan ses i figur 1. Datorprogrammet framkallar sammansatta poäng på Verbal Minne, Visual Memory, Visual Motor Hastighet och reaktionstid som ofta används för att göra retur-to-play och återgå till -Lär hjärnskakning hanteringsprotokoll. De verbala och visuella minnes kompositer utvärdera uppmärksamhetsprocesser, inlärning och minne. Visuell motorhastighetsåtgärder visuell bearbetning, inlärning och minne och visuell motorisk respons hastighet (inverkan Clinical Interpretation Manual). Den listar också en Total Symptom Score vid tidpunkten för testet, en Impulskontroll Score och en kognitiv Efficiency Index. Den Impulskontroll Score är relaterad till antalet fel som görs inom test och kan vara användbara för att tolka resultaten. Den Kognitiv Efficiency Index försöker mäta avvägning mellan snabbhet och noggrannhet. Om studenten-athlete upplever en hjärnskakning de ombeds att komma tillbaka in på 48 timmar efter hjärnskakning och vid symtomfrihet. Beroende på hur lång återhämtning studenten-idrottaren kan bli ombedd att slutföra bedömningen att undersöka återhämtningen. Det antas att följa en hjärnskakning blir det betydande minskningar på prestanda på en eller flera av de sammansatta poäng och kommer att återhämta till baslinjen vid symtomfrihet eftersom detta används ofta som en indikator för att återvända för att spela och gå tillbaka till akademiker.

Evenemangs Relaterade Potentials

För Flanker uppgiften deltagarna ombeds att svara på en medelväg pil som pekar åt vänster eller höger. Denna mellan pil kan gå i samma riktning som de två flankerande pilar (kongruenta) eller motsatsen av de flankerande pilar (inkongruenta). Från svaren är det möjligt att bestämma svars noggrannhet samt svarstid på pilarna för kongruenta och inkongruenta. Dessutom från bhi aktivitet som mäts är det möjligt att härleda en händelserelaterad potential (ERP). Figur 2 visar de individuella data för ett ämne på Flanker Task. Dessa data kommer från ett genomsnitt på alla de rätta svaren för de kongruenta och inkongruenta prövningar av Flanker uppgiften. Vid undersökningen de olika ERP komponenter ett typiskt intresserad av amplitud och latens av ERP-komponenten. För närvarande är vi undersöker P3, men vi kunde också granska N1, N2 och P2 komponenter samt. P3 inträffar vanligtvis mellan 300-600 ms efter stimulans presentation och är tänkt att representera kontext uppdatering. P3 kan kvantifieras i amplitud, hur höga toppen är från baslinjen, och latens, hur länge toppen sker från stimulans presentation. För Auditory Oddball uppgift är det också möjligt att bestämma svars noggrannhet (antal korrekta svar) samt svarstid på de höga beck toner (inte de låga toner beck). I likhet med Flanker Task, kan ERP komponenter och deras amplitud och latens bestämmas.

Figurerna 3 och 4 presentera preliminära data för amplituden och latens av P3 i Flanker och Auditory Oddball arbetsuppgifter. Man kan förvänta sig att de som har drabbats av en hjärnskakning kan ha en större amplitud och längre latens jämfört med deras baslinje eller icke hjärnskakning motsvarigheter.

Somatosensoriska Perceptuella Responses

Figur 5 illustrerar ett ämne prestanda (skillnad limen) på en amplitud diskriminering uppgift med och utan enkelplatsanpassning. Liknande grafer kan också bestämmas för enkel enda plats reaktionstid uppgift, dubbel diskriminering site amplitud, en dubbel plats amplitud uppgift med en enda plats att anpassa stimulans och en temporal ordning dom uppgift. Individer som lider en hjärnskakning förväntas prestera bättre på en amplitude diskriminering uppgift med en confounding enda plats att anpassa stimulans jämfört med icke-hjärnskakning kontrollpersoner. En viktig punkt i vikt är att en komprometterad neurologiska system (dvs hjärnskakning) leder till bättre prestanda på vissa somatosensoriska testuppgifter (inklusive längd diskriminering med en amplitud FÖRVÄXLA) som är en värdefull kontrast till den förväntade minskningen i prestanda noteras för andra sensoriska och motoriska tester. Testa Känsel kan utföras snabbt och kan ge en känslig åtgärd för att identifiera en hjärnskakning och spåra framsteg under återhämtningsfasen för att informera återgång att spela beslutet.

Balans

Figur 6 är ett representativt exempel på resultaten från Balance-protokollet. Den svaj index och tryckcentrum data används för vidare analys. Tabell 1 visar de kinematiska variabler som beräknas från center av tryckdata och berättar mer om balanskontroll kontra bara balansera stabilitet. Efter en hjärnskakning balans och stabilitet är ofta ändrats till antingen mindre stabil (högre gungning) eller mer stabila (lägre sway). Återhämtning skulle vara när åtgärderna kommer tillbaka till baslinjen. Båda förändringarna kan få konsekvenser på förmågan att återhämta sig från, eller förbereda för en förlust av stabilitet därmed potentiellt sätta en student-idrottare löper ökad risk för skador.

Gait

Figur 7 illustrerar datautgången hos ett enda ämne. Data sammanställs från flera studier och analyseras som en stor walking pass. Tabell 2 innehåller medel och variabilitet för gång åtgärder i hela hjärnskakning historia. Man skulle kunna förvänta sig att efter en hjärnskakning hastigheten och promenad kinematik av en student-idrottare kommer att förändras. Konsekvenserna av detta i en dynamisk uppgift är långtgående. Gångparametrar kan hjälpa oss understand hur styrningen av systemet har förändrats och hur den återhämtar sig.

Genetik

Tabell 3 är en provutgång som mottas efter PCR-analys. När denna utgång har mottagits genotyper kan bestämmas för olika aktörer och därefter likställas med andra variabler såsom hjärnskakning historia, återhämtning från hjärnskakning och kognitiv funktion. De nuvarande genotyper som håller på att bestämmas inkluderar apolipoprotein E (APOE), den polymorfa promotorregionen av APOE, katekol-O-metyltransferas (COMT) och dopaminreceptor (DRD2).

Figur 1
Figur 1: Exempel på datoriserat neuropsykologiska testrapport.

Figur 2
Figur2:. Ett exempel på en typisk händelse relaterad potential (ERP) Komponenten av intresse för denna undersökning är P3.

Figur 3
Figur 3:. Preliminära resultat visar skillnader i amplitud och latens för P3 associerad med Flankers uppgiften Resultaten presenteras från mittlinjen elektroder associerade med frontal (Fz), frontocentral (FCZ), parietalceller (Pz) och occipital (Oz) regioner hjärnan. Tidigare hjärnskakning ämnen anges i mörkgrå medan icke hjärnskakning ämnen anges i ljusgrått.

Figur 4
Figur 4: Preliminära resultat visar skillnader i amplitud och latens för P3 förknippade medhörsel Oddball uppgiften. Resultaten presenteras från mittlinjen elektroder associerade med frontens (Fz), frontocentral (FCZ), parietal (Pz) och occipital (Oz) regioner i hjärnan. Tidigare hjärnskakning ämnen anges i mörkgrå medan icke hjärnskakning ämnen anges i ljusgrått.

Figur 5
Figur 5:. Jämförelse av skillnad limen för ett enda ämne som erhållits med amplitud uppgifter diskriminering med eller utan enstaka platsanpassning vid post hjärnskakning och återhämtning efter hjärnskakning prestanda med en enda plats att anpassa stimulans liknar prestanda utan en konditione stimulans. Men i normala kontrollpersoner närvaron av en enda plats att anpassa stimulans leder till en minskning i prestanda (dvs skillnaden Limen ökningar); liknar återhämtnings pe rformance.

Figur 6
Figur 6:. Exempel på balanstestrapport Den övre figuren visar gungning poäng jämfört med normativa data. Bottnen visar centrum av tryckdata för varje försök.

Figur 7
Figur 7:. Exempel data producerade av gånganalys systemet Toppen är foten trycket på mattan och botten har alla kinematiska åtgärder.

Tabell 1
Tabell 1: Center of Pressure Kinematiska åtgärder över förutsättningar för en grupp av studerande idrottare med och utan tidigare historia av hjärnskakning.

"Fo: keep-together.within-page =" always "> Tabell 2
Tabell 2. spatiotemporal parametrar från gång utvärderingar av gymnasiet fotbollsspelare samlats som en del av Elon BrainCARE protokollet använder gånganalys instrument

Tabell 3
Tabell 3. Genetiska resultat efter PCR-analys.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Målet med denna flerdimensionell strategi till baslinjen hjärnskakning testning är tvåfaldigt: 1) för att bättre förstå effekterna av en hjärnskakning (akut och långsiktigt) på den neuromuskulära systemet; 2) för att hjälpa idrottsmedicin personal gör återgång spela beslut (de använder främst neurokognitiva tester som har föreslagits av McCrory). 26 Denna mångfacetterade strategi för att hjärnskakning utvärdering ger värdefull information om etiologin, funktionella förändringar, och återhämtning från hjärnskakning. Lite är förstås om den omfattande inverkan hjärnskakningar på systemet som helhet och detta protokoll kan forskare från flera discipliner för att inte bara titta på effekterna relaterade till deras kompetens, men samarbeta om hur små förändringar påverkar flera system eller aspekter av beteenden.

Betydelsen av denna tvärvetenskapligt angreppssätt är att få en bättre förståelse för vilka system kan äventyras och tidslinje återhämtnings ffter skada. Detta protokoll används idag för att göra retur-to-play och återgå till akademiker beslut och bygga en mängd data för att avgöra vilka komponenter är till hjälp för fastställande av skada och återhämtning. Denna tvärvetenskapliga tillvägagångssätt gör forskarna att förstå underskott i någon området och hur det kan påverka vissa mycket funktionella uppgifter som att gå eller upprätthålla stabilitet och kontroll över balansen.

Den metod som används i denna studie ger objektiv systematisk testning av idrottare i början av sin college- karriär så att om en skada inträffar det finns en god baslinje för att mäta återhämtning. Komponenterna i detta protokoll som är mest användbar för den medicinska personalen är baslinjen och efter skada datoriserad neurokognitiva och bedömningar balans. Balans asessments ofta görs på sidlinjen, och använda ett objektivt test kommer sannolikt att vara till hjälp. Om en idrottsman inte återvänder till baslinjen, den idrottsmedicin personal och den akademiska advising personalen kan arbeta med idrottsmän att bestämma och individualiserad planen för korta och långa boende sikt om det behövs. De flesta idrottare återgår till utgångs poäng 7-10 dagar. 6,10 Dessa data gör den medicinska personalen att ha informerat och objektiva mått för att stödja svåra samtal med idrottare speciellt om återhämtningstider är längre.

Några av begränsningarna i detta protokoll omfattar testning tid, få köpa in från relevanta beståndsdel och utbildning forskarassistenter. Det tar ca 90 min att testa varje elev-idrottsman. EEG cap kan ta extra tid att få impedanser till önskat tröskelvärde och i vissa fall forskare måste släppa det från testsessionen. Vi har tillbringat tid att utbilda och skapa förtroende för att få fullt köpa in av idrottsmedicin personal, tränare, administratörer och student-idrottare vid vårt universitet som är nödvändig för att kunna testa varje idrottsman. Detta tar enorma forskare tid att testa alla varsity student-idrottare på en division I-universitetet. Vi åtar oss att vårt övergripande mål; att sörja för välbefinnande student-idrottare både på campus och för många år framöver. Därför den tid det tar att testa, utbilda, tåg och analysera förbleknar i jämförelse med det värde det kan ge.

När detta protokoll eller delmängd av tester har fastställts, kan forskargruppen ger uppsökande testning till lokala gymnasiet och ungdomsidrottslag. Dessutom kan långtids uppföljande tester kompletteras för att titta på slutet av yrkes jämförelser. Detta är framtiden för hjärnskakning bedömning, forskning och utbildning.

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