Vliv přerušovaného půstu na akutní subkonkusivní nárazy do hlavy

Výzkumníci použijí design randomizované kontrolované studie a naberou účastníky do studie podle toho, kdo přijde, je dřív na řadě. Čtyři skupiny jsou; 8denní půst, 5denní půst před nástupem, 3denní půst po něm a kontrola.

Studie se skládá ze 4 časových bodů sběru dat v 8denním období. Čtyři relace sběru dat budou trvat přibližně 2 hodiny. Tento design studie umožní výzkumníkům testovat výsledky v subakutní a akutní fázi.

• V den 0 se 1. testovací sezení uskuteční bezprostředně před 8denním obdobím.
• 4. den se 2. testovací sezení koná těsně před fotbalovým turnajem.
• Účastníci předvedou fotbalové hlavičky.
• Pátý den se 24 hodin po fotbalovém turnaji koná 3. testovací sezení.
• V den 7 se 72 hodin po fotbalovém turnaji koná 4. testovací sezení.

Když je získán písemný informovaný souhlas, výzkumníci použijí k získání demografických informací dotazník o zdravotním stavu, který si sami oznámili. Tyto informace zahrnují věk, pohlaví, rasu/etnický původ, roky hraní fotbalu a zkušenosti s hlavičkou, počet a věk předchozích otřesů mozku, spánkové návyky, menstruační cyklus a dietu, jakož i posouzení dalších neurologických stavů pro prověření způsobilosti účastníků. Účastníci, kteří splňují kritéria pro zařazení a jsou bez vylučujících faktorů, postoupí do testovacích procedur.

Fotbalový nadpis:

Pro experiment bude použit standardizovaný a spolehlivý protokol fotbalových hlaviček. Tříosý akcelerometr a gyroskop (Triax Technologies) zapuštěné do kapsy na hlavovém pásku a umístěné na zadní straně hlavy pro sledování lineárních a rotačních zrychlení hlavy. K simulaci fotbalového vhazování se standardizovanou rychlostí míče 25 mph napříč oběma skupinami bude použit fotbalový stroj JUGS. Rychlost míče je podobná, jako když fotbalisté provádějí dlouhé vhazování od postranní čáry do středu pole. Fotbalisté často provádějí tento manévr během tréninku a hry. Účastníci budou stát přibližně 40 stop od stroje, aby mohli provádět míče. Průměrné lineární zrychlení hlavy z hlavičky se pohybuje kolem 20 g, zatímco běžné rohové kopy nebo kopy na branku (~ 50 mph) poskytují zrychlení nad 50 g. Účastníci ve všech skupinách předvedou 20 hlaviček s 1 hlavičkou za 30 sekund.

Dotazníky:

Výzkumníci budou také (1) hodnotit příznaky deprese, úzkosti, stresu a paniky pomocí PHQ-9, GAD-7 a Daily Stress Inventory; (2) porucha užívání alkoholu pomocí AUDIT; (3) porucha užívání konopí pomocí CUDIT; (4) stavy nálady pomocí POMS; a (5) příznaky otřesu mozku pomocí SCAT.

Hodnocení biologické impedance:

Měření tělesné hmotnosti bude provedeno při každé návštěvě pomocí hodnocení bioelektrické impedance (BIA, Tanita Corporation of America, Arlington Heights, IL). Jedná se o metodu odhadu tělesného složení, zejména tělesného tuku, svalové hmoty a celkového složení tělesné vody. BIA využívá slabý tok elektrického proudu tělem a měří se napětí pro výpočet impedance (odporu) těla.

NPC a KDT:

Během každého testovacího sezení budou u každého účastníka provedena různá hodnocení. Za prvé, oční hodnocení sestávající z blízkého bodu konvergence (NPC) a King-Devickova testu (KDT) se použije k hodnocení oční motorické funkce, respektive neurooftalmologické funkce. NPC měří nejbližší bod, ke kterému lze udržet konvergenci při zaostřování na objekt, než dojde k dvojitému vidění. Hodnocení se bude dvakrát opakovat a pro statistické analýzy se použije střední skóre NPC. Po dokončení NPC účastníci dokončí KDT. KDT hodnotí neurooftalmologickou funkci díky svému designu sakadických pohybů očí spojených s mnoha aspekty mozkových funkcí, jako je pozornost, jazyk a koncentrace. Bude spravováno na ručním tabletu. Účastníci dostanou jednu zkušební „ukázkovou“ kartu k procvičení úkolu. Po ukázkové kartě účastníci proklepnou 3 testovací karty. Účastníci budou požádáni, aby četli nahlas, zleva doprava a shora dolů, řadu čísel na testovacích kartách tak rychle a přesně, jak jen dokážou, a přitom nepoužili své prsty jako průvodce čtením. 3 testovací karty postupují v obtížnosti (tj. vymizení směrnic, čísla se zhustí). KDT zaznamenává celkový čas v sekundách, který účastníci strávili dokončením úkolu (všechny 3 testovací karty). Přesnost bude zaznamenána pracovníkem laboratoře, který bude stát za účastníkem a zaznamená všechny chyby (chybné číslo, vynechané číslo atd.) vzniklé během testování.

Krevní biomarkery:

Odběry krve z antekubitální žíly se budou provádět každé testovací sezení, aby se pomohly určit koncentrace biomarkerů v séru. Vyškolený flebotomista důkladně vyčistí vnitřní povrch lokte alkoholovým tamponem a nabere 7 ml plné krve do sterilních zkumavek Vacutainer s motýlkovou jehlou 21G. Po odběru krve si účastník pomocí gázy udrží přímý tlak a bude mu poskytnut obvaz. Plazma bude hodnocena 4-plexovou testovací platformou Simoa (Quanterix), což je ELISA založená na magnetických perličkách, která umožňuje detekci biomarkerů ve femtomolárních koncentracích.

Techniky MRI:

Po dokončení screeningového postupu MRI účastníci podstoupí následující standardizované protokoly MRI.

Difúzní tenzorové zobrazování (DTI) je nejrozšířenější technikou pro studium mikrostrukturální integrity bílé hmoty in vivo. DTI poskytuje jednoduché markery, jako je střední difuzivita (MD) a frakční anizotropie (FA), které byly použity k odrazu změny mikrostrukturní tkáně během stárnutí, neurologických poruch a traumatického poranění mozku (tj. otřesu mozku). Navzdory své citlivosti však MD a FA představují buněčnou difuzivitu odhadnutou základními statistickými popisy, které přímo neodpovídají biofyziologickým parametrům neurální buněčné integrity. DTI předpokládá Gaussovu difúzi v rámci jednoho mikrostrukturního kompartmentu, a proto se ukázalo, že je nespecifické pro axonální strukturální poškození. K vyřešení tohoto omezení bylo charakterizováno zobrazování disperze a hustoty orientace neuritů (NODDI) pro posouzení mikrostrukturální integrity axonů pomocí negaussovského modelu s více kompartmenty. NODDI umožňuje výzkumníkům měřit axonální hustotu v bílé hmotě, orientaci axonální disperze a difúzi volné vody. Kombinovaný přístup využívající NODDI a DTI odhalí větší hloubku progresivní axonální degenerace v reakci na opakované subkonkusivní nárazy hlavy.

Data spektroskopie magnetické rezonance budou shromažďována pomocí sekvence PRESS (Point RESolved Spectroscopy) s jedním voxelem. Primární oblastí zájmu vědců (ROI) pro analýzu MRS je dorzolaterální prefrontální kortex (DLPFC). Tato oblast hraje zásadní roli při regulaci paměti, pozornosti, emocí/chování a autonomních motorických funkcí a předchozí studie prokázaly změněné neurometabolické hladiny v této oblasti po otřesech a podotřesech. Voxel MRS o rozměrech 15x20x25mm3 bude umístěn do DLPFC s použitím T1-váženého obrázku jako reference. Bude také shromážděno skenování MRS, které bude shromažďovat informace o celém mozku pro srovnání s skenováním jednoho voxelu DLPFC.

Úloha N-Back: Úloha n-back bude použita k posouzení verbální paměti (písmen). U verbálních úkolů n-back bude účastníkům ve skeneru předložena řada písmen, přičemž písmena se budou na obrazovce zobrazovat jedno po druhém. Účastníci budou instruováni, aby odpověděli, zda je cílové písmeno stejné nebo odlišné od předloženého dopisu, pokud je předložený cíl stejný nebo odlišný od předchozího dopisu předloženého 1 nebo 2 zpět. Pokud je cílové písmeno stejné, budou účastníci instruováni, aby stiskli indexové tlačítko na ovladači v levé ruce, a pokud je písmeno jiné, budou účastníci instruováni, aby stisknuli indexové tlačítko ovladače v pravé ruce. Úloha n-back má celkovou dobu trvání asi 7 minut.