Auswirkungen des Kopfballspiels auf die Augenmotorik und Blut-Biomarker

Erwachsene Fußballspieler im Alter von 18 bis 26 Jahren werden per Listserv-E-Mail an Studenten der Indiana University rekrutiert. Sobald die Probanden die Einschlusskriterien erfüllen und frei von Ausschlusskriterien sind, werden die Teilnehmer nach dem Zufallsprinzip einer von zwei Gruppen zugeteilt (Heading vs. Kicking).

Für die nicht sportliche Kontrollkohorte werden die Ermittler versuchen, 20 Probanden zu rekrutieren, die 18 bis 26 Jahre alt sind, noch nie organisierten Sport getrieben haben und bei denen noch nie zuvor eine Gehirnerschütterung diagnostiziert wurde. Diese Kohorte soll die Grundlinie der Fußballspieler auswerten und berücksichtigen, die durch eine Vorgeschichte von sich wiederholenden Überschriften und sportlicher Betätigung beeinflusst sein kann. Diese Gruppe nimmt an einer einzelnen Testsitzung teil, die ungefähr 1,5 Stunden dauert. Während der Sitzung Blutentnahme (4 ml, etwa 1 Teelöffel), Augenbewegungen mit einem Augenmotor-Headset messen,

Die Studie besteht aus 4 Datenerhebungszeitpunkten in einem Zeitraum von 2 Tagen. Dieses Studiendesign wird es ermöglichen, Outcome-Maßnahmen über 3 Akutphasen zu testen.

• Die 1. Testeinheit findet unmittelbar vor der Intervention statt (Fußball Kopfball oder Treten).
• Die Teilnehmer führen entweder Kopfball- oder Fußtritte aus.
• Die 2. Testsession findet unmittelbar nach der Intervention statt (Fußball Kopfball oder Treten).
• Die 3. Testsession findet 2h nach der Intervention statt (Fußball Kopfball oder Treten).
• Die 4. Testsitzung findet ca. 24h nach dem Eingriff statt.

Für das Experiment wird ein standardisiertes und zuverlässiges Fußball-Heading-Protokoll verwendet. Ein dreiachsiger Beschleunigungsmesser (Triax Technologies), der in eine Kopfbandtasche eingebettet und hinter dem Kopf positioniert ist, um lineare und rotatorische Kopfbeschleunigungen zu überwachen. Eine JUGS-Fußballmaschine wird verwendet, um einen Fußballeinwurf mit einer standardisierten Ballgeschwindigkeit von 40 km/h über beide Gruppen hinweg zu simulieren. Fußballspieler führen dieses Manöver häufig während des Trainings und Spiels durch. Die Probanden stehen ungefähr 40 Fuß von der Maschine entfernt, um entweder den Kopf zu schlagen oder zu treten. Die Teilnehmer der Kopfballgruppe führen 10 Kopfbälle im Stehen mit 1 Kopfball pro Minute aus, während die Trittkontrollgruppe 10 Tritte ausführt. Die Teilnehmer der Heading- und Kicking-Gruppen werden angewiesen, den Ball zurück zu der JUGS-Fußballmaschine in der Luft zu lenken.

Während jeder Testsitzung werden verschiedene Bewertungen zu jedem Thema durchgeführt. Zunächst wird die Post-Gehirnerschütterungs-Symptomskala als Teilmenge des Sports Concussion Assessment Tool 3 als Methode zur Beurteilung des Vorhandenseins und der Schwere von Symptomen verwendet. Diese Papier-Bleistift-Symptom-Checkliste besteht aus 22 Symptomen mit einer 7-Punkte-Likert-Skala pro Symptom, um das Wohlbefinden des Patienten zu überwachen. Als nächstes werden bei jeder Testsitzung Blutentnahmen aus der Antekubitalvene durchgeführt, um die Bestimmung der Biomarkerkonzentrationen im Blut zu unterstützen. Ein zertifizierter Phlebotomiker reinigt die Ellbogenoberfläche gründlich mit einem Alkoholtupfer und entnimmt 4 ml Vollblut (ca. 1 Teelöffel) in Vacutainer-Röhrchen mit EDTA-Antikoagulans mit 21-G-Butterfly-Nadel. A Insgesamt 16 ml Blut für die Studie (4 ml x 4 Zeitpunkte; 3~4 Teelöffel). Nach der Blutentnahme verwendet das Subjekt Gaze, um 3 Minuten lang direkten Druck aufrechtzuerhalten, und es wird ein Pflaster bereitgestellt. Das Vollblut wird nach 40-minütiger Gerinnung bei 3.000 Umdrehungen pro Minute für 20 Minuten bei 4°C zentrifugiert. Das Plasma wird dann geteilt und in 1-ml-Kryoröhrchen überführt, schockgefroren und bei -80 °C im Übungsbiochemie-Labor gelagert.

Das Subjekt führt dann Augenbewegungsaufgaben mit dem EYE-SYNC-Headset aus. Dieses visuelle Tracking-Protokoll wurde in einer Reihe von Studien zu Gehirnerschütterungen und Schlafentzug repliziert und validiert, aber nach Kenntnis der Forscher wird diese Studie zum ersten Mal subkonkussive Effekte aufdecken. Vor dem Test wird ein Snellen-Diagramm verwendet, um zu überprüfen, ob der Proband ein normales oder korrigiertes Sehvermögen hat (mindestens 20/30). Der Proband wird in einem normal beleuchteten Raum sitzen und das Headset mit zwei Händen stabilisieren, während die Ellbogen auf dem Schreibtisch platziert sind. Der visuelle Stimulus wird auf einem LCD-Bildschirm mit einer Bildfrequenz von 120 Hz im Headset dargestellt, und binokulare Augenbewegungen werden von einer einzelnen Kamera verfolgt, die im Headset befestigt ist. Der Testreiz besteht aus einem roten kreisförmigen Ziel mit einem Durchmesser von 0,5° im Blickwinkel und einem schwarzen Punkt von 0,2° in der Mitte. Das Ziel bewegt sich auf einer kreisförmigen Bahn im Uhrzeigersinn mit einem Radius von 10° bei 0,4 Hz, wobei die Zielgeschwindigkeit 25°/s entspricht. Die gesamte Testsequenz dauert ungefähr 3 Minuten und besteht aus einer Kalibrierung und 2 aufeinanderfolgenden Testläufen. Die Kalibrierung der Augenposition wird durchgeführt, indem die Testperson auf ein Ziel fixiert wird, das an acht Stellen auf der kreisförmigen Bahn des Teststimulus und einem zusätzlichen Fixierungspunkt in der Mitte der kreisförmigen Bahn präsentiert wird. Das Fixationsziel wurde an diesen neun Orten in zufälliger Reihenfolge präsentiert. Jeder der beiden Testläufe besteht aus 6 kreisförmigen Bewegungszyklen mit einer Dauer von 15 s pro Testlauf. Das Subjekt wird angewiesen, "der Bewegung des Ziels so genau wie möglich zu folgen".