Jaksottaisen paaston vaikutus akuuttiin aivotärähdyksen aiheuttamiin pään vaikutuksiin

Tutkijat käyttävät satunnaistettua kontrolloitua tutkimussuunnitelmaa ja rekrytoivat osallistujia tutkimukseen saapumisjärjestyksessä. Neljä ryhmää ovat; 8 päivän paasto, 5 päivän paasto ennen suuntaamista, 3 päivän paasto suunnan jälkeen ja kontrolli.

Tutkimus koostuu neljästä tiedonkeruun aikapisteestä 8 päivän aikana. Neljä tiedonkeruuistuntoa kestävät noin 2 tuntia. Tämä tutkimussuunnitelma antaa tutkijoille mahdollisuuden testata tulosmittauksia subakuutin ja akuutin vaiheen aikana.

• Päivänä 0. 1. testijakso tapahtuu välittömästi ennen 8 päivän jaksoa.
• Päivänä 4, toinen testiistunto tapahtuu juuri ennen jalkapallon suuntaa.
• Osallistujat esittävät jalkapallon otsikot.
• Päivänä 5, kolmas testiistunto tapahtuu 24 tuntia jalkapallon otsikon jälkeen.
• Päivänä 7, 4. testiistunto tapahtuu 72 tuntia jalkapallon suunnan jälkeen.

Kun kirjallinen tietoinen suostumus on saatu, tutkijat käyttävät itse ilmoittamaa terveyskyselyä saadakseen väestötietoja. Tiedot sisältävät iän, sukupuolen, rodun/etnisen taustan, jalkapallon pelivuodet ja suuntauskokemuksen, aikaisempien aivotärähdysten lukumäärän ja iän, nukkumistottumukset, kuukautiskierron ja ruokavaliohistorian sekä muiden neurologisten sairauksien arvioinnin osallistujien kelpoisuuden arvioimiseksi. Osallistujat, jotka täyttävät osallistumiskriteerit ja joilla ei ole poissulkevia tekijöitä, etenevät testausmenettelyihin.

Jalkapallo otsikko:

Kokeessa käytetään standardoitua ja luotettavaa jalkapallon otsikkoprotokollaa. Triaksiaalinen kiihtyvyysanturi ja gyroskooppi (Triax Technologies), jotka on upotettu päänauhataskuun ja sijoitettu pään taakse seuraamaan lineaarisia ja pyöriviä pään kiihtyvyyksiä. JUGS-jalkapallokonetta käytetään simuloimaan jalkapallon sisäänheittoa standardoidulla pallon nopeudella 25 mph molemmissa ryhmissä. Pallon nopeus on samanlainen kuin silloin, kun jalkapalloilijat heittävät pitkän sisäänheiton sivurajalta keskikentälle. Jalkapalloilijat tekevät usein tämän liikkeen harjoitusten ja pelien aikana. Osallistujat seisovat noin 40 jalan etäisyydellä koneesta suorittaakseen jalkapallon suunnan. Keskimääräinen lineaarinen pään kiihtyvyys otsikosta on noin 20 g, kun taas tavalliset kulmapotku- tai maalipotkut (~50 mph) tuottavat yli 50 g:n kiihtyvyyttä. Kaikkien ryhmien osallistujat suorittavat 20 otsikkoa ja 1 otsikko 30 sekunnissa.

Kyselylomakkeet:

Tutkijat myös (1) arvioivat masennusta, ahdistusta, stressiä ja paniikkioireita PHQ-9:n, GAD-7:n ja Daily Stress Inventoryn avulla; (2) alkoholinkäyttöhäiriö AUDIT:n avulla; (3) kannabiksen käyttöhäiriö käyttämällä CUDITia; (4) mielialatilat käyttäen POMS:ää; ja (5) aivotärähdyksen oireet käyttämällä SCAT:tä.

Biologisen impedanssin arviointi:

Kehon painomittaukset tehdään jokaisella käynnillä käyttämällä Bioelectrical Impedance Assessment -analyysiä (BIA, Tanita Corporation of America, Arlington Heights, IL). Tämä on menetelmä kehon koostumuksen, erityisesti kehon rasvan, lihasmassan ja kokonaisvesikoostumuksen arvioimiseksi. BIA käyttää heikkoa sähkövirtaa kehon läpi ja jännite mitataan kehon impedanssin (resistanssin) laskemiseksi.

NPC ja KDT:

Jokaisen koeistunnon aikana jokaiselle osallistujalle suoritetaan erilaisia ​​arviointeja. Ensinnäkin silmän arviointeja, jotka koostuvat läheisestä konvergenssipisteestä (NPC) ja King-Devickin testistä (KDT), käytetään silmä-motorisen toiminnan ja neuro-oftalmologisen toiminnan arvioimiseen, vastaavasti. NPC mittaa lähimmän pisteen, johon voidaan ylläpitää lähentymistä samalla, kun keskitytään kohteeseen, ennen kuin kaksoisnäkeminen tapahtuu. Arviointi toistetaan kahdesti, ja keskimääräisiä NPC-pisteitä käytetään tilastollisiin analyyseihin. Kun osallistujat ovat suorittaneet NPC:n, he suorittavat KDT:n. KDT arvioi neuro-oftalmologista toimintaa, koska se suunnittelee sakkadisia silmän liikkeitä yhdistettynä useisiin aivojen toimintoihin, kuten huomio, kieli ja keskittyminen. Se annetaan kädessä pidettävällä tabletilla. Osallistujille annetaan yksi kokeilu "esittely"-kortti tehtävän harjoittelua varten. Esittelykortin jälkeen osallistujat napsauttavat 3 testikorttia. Osallistujia pyydetään lukemaan ääneen, vasemmalta oikealle ja ylhäältä alas, testikorttien numerosarja niin nopeasti ja tarkasti kuin he voivat, samalla kun he eivät käytä sormiaan lukuoppaana. Kolme testikorttia etenevät vaikeudessa (esim. suuntaviivan katoaminen, numerot tihenevät). KDT tallentaa osallistujien tehtävän suorittamiseen käyttämän kokonaisajan sekunteina (kaikki 3 testikorttia). Tarkkuuden kirjaa laboratorion henkilöstön jäsen, joka seisoo osallistujan takana ja kirjaa kaikki testauksen aikana tehdyt virheet (virheellinen numero, puuttuva numero jne.).

Veren biomarkkerit:

Antecubitaalisen laskimon verinäytteet otetaan jokaisessa testiistunnossa seerumin biomarkkeripitoisuuksien määrittämiseksi. Koulutettu flebotomisti puhdistaa kyynärpään sisäpinnan perusteellisesti alkoholipyyhkeellä ja vetää 7 ml kokoverta steriileihin Vacutainer-putkiin 21G-perhosneulalla. Verenoton jälkeen osallistuja käyttää sideharsoa ylläpitämään suoraa painetta ja hänelle tarjotaan side. Plasma arvioidaan 4-plex-Simoa-määritysalustalla (Quanterix), joka on magneettihelmiin perustuva ELISA, joka mahdollistaa biomarkkerien havaitsemisen femtomolaarisissa pitoisuuksissa.

MRI-tekniikat:

Kun MRI-seulonta on suoritettu, osallistujille suoritetaan seuraavat standardoidut MRI-protokollat.

Diffuusiotensorikuvaus (DTI) on laajimmin käytetty tekniikka valkoisen aineen mikrorakenteen eheyden tutkimiseen in vivo. DTI tarjoaa yksinkertaisia ​​markkereita, kuten keskimääräistä diffuusiota (MD) ja fraktionaalista anisotropiaa (FA), joita on käytetty heijastamaan kudoksen mikrorakennemuutoksia ikääntymisen, neurologisten häiriöiden ja traumaattisen aivovaurion (eli aivotärähdyksen) aikana. Herkkyydestään huolimatta MD ja FA edustavat solujen diffuusiota, joka on arvioitu tilastollisilla peruskuvauksilla, jotka eivät suoraan vastaa hermosolujen eheyden biofysiologisia parametreja. DTI olettaa Gaussin diffuusion yhdessä mikrorakenneosastossa ja on siten osoittautunut epäspesifiseksi aksonien rakennevaurioille. Tämän rajoituksen korjaamiseksi on karakterisoitu neuriittien orientaatiodispersio- ja tiheyskuvantaminen (NODDI) aksonien mikrorakenteen eheyden arvioimiseksi käyttämällä ei-Gaussin mallia, jossa on useita osastoja. NODDI:n avulla tutkijat voivat mitata aksonitiheyttä valkoisessa aineessa, aksonidispersion suuntausta ja vapaan veden diffuusiota. Yhdistetty lähestymistapa, jossa käytetään NODDI:ta ja DTI:tä, paljastaa syvemmän progressiivisen aksonin rappeutumisen vastauksena toistuviin aivotärähdysten pään iskuihin.

Magneettiresonanssispektroskopiatiedot kerätään käyttämällä yhden vokselin PRESS (Point RESolved Spectroscopy) -sekvenssiä. Tutkijoiden ensisijainen kiinnostava alue (ROI) MRS-analyysissä on dorsolateraalinen prefrontaalinen aivokuori (DLPFC). Tällä alueella on tärkeä rooli muistin, huomion, tunteiden/käyttäytymisen ja autonomisen motorisen toiminnan säätelyssä, ja aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet muuttuneita neurometabolisia tasoja tällä alueella aivotärähdyksen ja aivotärähdyksen jälkeen. MRS-vokseli, jonka mitat ovat 15x20x25mm3, sijoitetaan DLPFC:hen käyttämällä T1-painotettua kuvaa referenssinä. Lisäksi kerätään MRS-skannaus, joka kerää tietoa koko aivoista verrattavaksi DLPFC:n yhden vokselin skannaukseen.

N-takaisin tehtävä: n-takaisin tehtävää käytetään sanallisen (kirjaimien) muistin arvioimiseen. Verbaalisissa n-back-tehtävissä osallistujille esitetään skannerissa sarja kirjaimia, jolloin kirjaimet näkyvät näytöllä yksi kerrallaan. Osallistujia ohjeistetaan vastaamaan, onko kohdekirjain sama vai erilainen kuin esitetty kirje, jos esitetty kohde on sama tai eri kuin 1- tai 2-takaisin kirjain esitetty kirje. Jos kohdekirjain on sama, osallistujia kehotetaan painamaan vasemmassa kädessään olevaa ohjaimen indeksipainiketta ja jos kirjain on erilainen, osallistujaa kehotetaan painamaan oikean käden ohjaimen indeksipainiketta. N-takaisin tehtävän kokonaiskesto on noin 7 minuuttia.