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

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.

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.

Protocol

Al de hieronder beschreven procedures zijn goedgekeurd door de Elon Institutional Review Board. 1. Computergestuurde neurocognitieve testen 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 matchin…

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 geheuge…

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, fun…

Materials

Name of Material/ Equipment	Company	Catalog Number	Comments/Description
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
Force Plate	AMTI Corp., Watertown, MA, USA		Gait Initiation
Movement Analysis	Qualisys AB, Gothenburg, Sweden		Gait Analysis
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
Visual 3D	C Motion, Inc, Germantown, MD, USA		3D analysis