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

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.

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.

Protocol

Alla de förfaranden som beskrivs nedan har godkänts av Elon s Institutional Review Board. 1. Datoriserad Neurokognitiv Testning 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). …

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 moto…

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…

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