Myelin-billeddannelse hos Concussed High School Football Players

Manglen på meget følsom klinisk neuroimaging og neuropsykiatriske markører for subtile ændringer på grund af mTBI gør det vanskeligt at karakterisere skadens sværhedsgrad og at forudsige resultater. Hvide stofkanaler i hjernen, både myeliniserede og ikke-myeliniserede, er modtagelige for skader fra stødaccelerationskræfter, der opleves under en TBI,5-7, og der er tegn på, at der forekommer betydelig skade på hvid substans og myelintab i mTBI. Derudover kan denne skade være kronisk og kan negativt påvirke neurale behandlingshastighed og kognitive funktion. Traditionelle anatomiske og funktionelle MRI-billeddannelsessekvenser inkluderer kliniske sekvenser såsom traditionelle T1- og T2-sekvenser, væske-dæmpet inversion recovery (FLAIR), tredimensionel (3D) magnetiseringsforberedt hurtig gradientekko (MP-RAGE), diffusionsvægtet billeddannelse ( DWI) og gradient MRI. Mens en række avancerede billeddannelsesteknikker, især magnetiseringsoverførsel, diffusionstensor og kvantitativ T1- og T2-billeddannelse (henholdsvis MTI, DTI, qT1 og qT2), tidligere er blevet brugt til at studere hvidt stof i neurokirurgiske sygdomme, giver disse metoder kun indirekte, ikke-specifik information relateret til myelinindhold. For eksempel kan disse modaliteter fortælle, når der er hævelse, der påvirker bevægelsen af ​​vand, hvilket kan være tegn på en proces, der ville påvirke myelin, men de kan ikke give specifik information om mængden af ​​myelin, der omgiver en nerve. En ny multikomponent-relaksometriteknik, kaldet multikomponent-drevet ligevægts-enkeltpulsobservation af T1 og T2 (mcDESPOT), giver en voxel-mæssig vurdering, der spænder fra 0 til 1 for myelinindhold, med højere værdier, der giver en indirekte markør for større myelinintegritet. To undersøgelser har vist øget myelin efter skade hos fodbold- og ishockeyspillere.8 DTI, som primært giver information om myelin-axon bundt interaktioner, har vist nedsat fraktioneret anisotropi efter mTBI,myelin-axon bundle interaktioner, har vist nedsat fraktioneret anisotropi efter mTBI, hvilket indikerer, at myelinet, der er til stede, er mindre organiseret.8 Ved at kombinere mcDESPOT og DTI fund er det muligt at se et mere nuanceret billede af remyeliniseringsprocessen efter mTBI. I dette program foreslår efterforskerne at tilføje mcDESPOT-sekvensen til MR-scanneren i overensstemmelse med MR-producentens tekniske krav. Selvom sekvenserne opnået for mcDESPOT er næsten identiske sekvenser, der bruges i klinisk praksis, ændres flip-vinklerne, så de ikke kan læses som et traditionelt billede.

Dataene skal snarere efterbehandles af en computer for at kunne udlede myelininformation. mcDESPOT-sekvenserne er godkendt af FDA og udgør ingen yderligere risiko i forhold til traditionelle kliniske MRI-sekvenser. Apolipoprotein E (ApoE) er en klasse af proteiner, der er involveret i metabolismen af ​​fedtstoffer i kroppen og er vigtig ved Alzheimers sygdom og hjerte-kar-sygdomme. Hvordan kroppen fremstiller dette protein er genetisk kodet i APoE-genet. En form for dette gen, APoE allel 4 (APoE4) findes i omkring 25 % af befolkningen, men hos 60 % af patienter med Alzheimers demens. Spædbørn med denne allel viser også nedsat myelinisering i en ung alder. Det postuleres, at denne defekt påvirker hjernens evne til at myelinere og remyelinere, hvilket fører til nedsat eller uorganiseret myelinisering, som derefter fører til en øget risiko for udvikling af demens. Denne undersøgelse har til formål at bygge på foreløbige data indsamlet af hovedforskeren (PI), der viser øget, men uorganiseret myelin hos kollegiale fodboldspillere, ved at bekræfte og gengive disse resultater i en større befolkning. Denne undersøgelse vil også tilføje komponenten af ​​genetisk testning for APoE4-allelen for at se, om der er et undersegment af undersøgelsespopulationen, der kan have øget risiko for hjerneskade efter mTBI og efterfølgende fund i forskningsscanningerne. Resultaterne af mcDESPOT og genetiske tests vil også være korreleret med rutinemæssige neuropsykologiske hjernerystelsesvurderingsresultater.