Myeliinikuvaus aivotärähdyksissä lukion jalkapallon pelaajissa

Erittäin herkän kliinisen neurokuvantamisen ja mTBI:n aiheuttamien hienovaraisten muutosten neuropsykiatristen merkkiaineiden puuttuminen vaikeuttaa vamman vakavuuden karakterisointia ja tulosten ennustamista. Aivojen valkoisen aineen alueet, sekä myelinisoituneet että myelinisoimattomat, ovat alttiita vaurioille TBI:n aikana koettujen törmäyskiihtyvyysvoimien takia,5-7, ja on näyttöä siitä, että mTBI:ssä tapahtuu merkittäviä valkoisen aineen vaurioita ja myeliinin menetystä. Lisäksi tämä vaurio voi olla krooninen ja vaikuttaa negatiivisesti hermoston käsittelyn nopeuteen ja kognitiiviseen toimintaan. Perinteisiä anatomisia ja toiminnallisia MRI-kuvaussekvenssejä ovat kliiniset sekvenssit, kuten perinteiset T1- ja T2-sekvenssit, nestevaimennettu inversion palautus (FLAIR), kolmiulotteinen (3D) magnetisaatiolla valmistettu nopea gradienttikaiku (MP-RAGE), diffuusiopainotettu kuvantaminen ( DWI) ja gradientti MRI. Vaikka useita kehittyneitä kuvantamistekniikoita, erityisesti magnetoinnin siirtoa, diffuusiotensori- ja kvantitatiivista T1- ja T2-kuvausta (MTI, DTI, qT1 ja qT2), on aiemmin käytetty valkoisen aineen tutkimiseen neurokirurgisissa sairauksissa, nämä menetelmät tarjoavat vain epäsuoraa, myeliinipitoisuuteen liittyvät epäspesifiset tiedot. Nämä menetelmät voivat esimerkiksi kertoa, milloin on turvotusta, joka vaikuttaa veden liikkeeseen, mikä voi olla osoitus prosessista, joka vaikuttaisi myeliiniin, mutta ne eivät voi antaa tarkkoja tietoja hermoa ympäröivän myeliinin määrästä. Uusi monikomponenttinen relaksometriatekniikka, jota kutsutaan monikomponenttiohjautuvaksi T1:n ja T2:n yksittäisen pulssin havainnointiin (mcDESPOT), tarjoaa vokselikohtaisen arvion, joka vaihtelee välillä 0 - 1 myeliinipitoisuudesta, ja korkeammat arvot tarjoavat epäsuoran merkkiaineen paremmasta myeliinin eheydestä. Kaksi tutkimusta ovat osoittaneet lisääntyneen myeliinin vamman jälkeen jalkapallo- ja jääkiekkopelaajilla.8 DTI, joka antaa ensisijaisesti tietoa myeliinin ja aksonikimppujen vuorovaikutuksista, on osoittanut vähentynyttä fraktionaalista anisotropiaa mTBI:n jälkeen, myeliini-aksonikimppu -vuorovaikutuksia, ja on osoittanut vähentynyttä fraktionaalista anisotropiaa mTBI:n jälkeen, mikä osoittaa, että läsnä oleva myeliini on vähemmän organisoitunut. Yhdistämällä mcDESPOT- ja DTI-löydökset on mahdollista nähdä vivahteikkaampi kuva remyelinaatioprosessista mTBI:n jälkeen. Tässä ohjelmassa tutkijat ehdottavat mcDESPOT-sekvenssin lisäämistä magneettikuvauslaitteeseen MRI-valmistajan teknisten vaatimusten mukaisesti. Vaikka mcDESPOTille saadut sekvenssit ovat lähes identtisiä kliinisessä käytännössä käytettyjä sekvenssejä, kääntökulmia muutetaan niin, että niitä ei voida lukea kuin perinteistä kuvaa.

Sen sijaan tiedot on jälkikäsiteltävä tietokoneella, jotta myeliinitietoa voidaan johtaa. mcDESPOT-sekvenssit ovat FDA:n hyväksymiä, eivätkä ne aiheuta lisäriskiä perinteisiin kliinisiin MRI-sekvensseihin verrattuna. Apolipoproteiini E (ApoE) on luokka proteiineja, jotka osallistuvat kehon rasvojen aineenvaihduntaan ja ovat tärkeitä Alzheimerin taudissa ja sydän- ja verisuonitaudeissa. Se, miten keho tuottaa tätä proteiinia, on geneettisesti koodattu APoE-geenissä. Yksi tämän geenin muoto, APoE-alleeli 4 (APoE4), löytyy noin 25 %:lla väestöstä, mutta 60 %:lla Alzheimerin dementiapotilaista. Imeväisillä, joilla on tämä alleeli, on myös heikentynyt myelinaatio nuorena. Oletuksena on, että tämä vika vaikuttaa aivojen kykyyn myelinisoitua ja remyelinoitua, mikä johtaa heikentyneeseen tai epäorganisoituneeseen myelinisaatioon, mikä sitten johtaa lisääntyneeseen dementian kehittymisriskiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on perustua päätutkijan (PI) keräämiin alustaviin tietoihin, jotka osoittavat lisääntyneen mutta epäjärjestyneen myeliinin kollegiaalisissa jalkapallopelaajissa, vahvistamalla ja toistamalla nämä tulokset suuremmassa populaatiossa. Tämä tutkimus lisää myös APoE4-alleelin geneettisen testauksen komponentin sen selvittämiseksi, onko tutkimuspopulaatiossa alasegmenttiä, jolla voi olla lisääntynyt aivovamman riski mTBI:n jälkeen ja sitä myöhemmissä tutkimustutkimuksissa havaittujen löydösten jälkeen. mcDESPOT- ja geneettisten testien tulokset korreloivat myös rutiininomaisten neuropsykologian aivotärähdyksen arvioinnin tulosten kanssa.