Het effect van intermitterend vasten op acute subconcussieve hoofdeffecten

De onderzoekers zullen een gerandomiseerd gecontroleerd proefontwerp gebruiken en deelnemers rekruteren op basis van wie het eerst komt, het eerst maalt voor het onderzoek. De vier groepen zijn; 8 dagen vasten, 5 dagen vasten voor de start, 3 dagen vasten na de start en controle.

Het onderzoek bestaat uit 4 tijdstippen voor het verzamelen van gegevens in een periode van 8 dagen. De vier dataverzamelingssessies zullen ongeveer 2 uur duren. Dit onderzoeksontwerp stelt de onderzoekers in staat om uitkomstmaten te testen over subacute en acute fasen.

• Op dag 0 vindt de 1e testsessie direct voorafgaand aan de periode van 8 dagen plaats.
• Op dag 4 vindt de 2e testsessie plaats vlak voor de voetbalrubriek.
• De deelnemers voeren de voetbalkoppen uit.
• Op dag 5 vindt de 3e testsessie plaats 24 uur na de voetbalrubriek.
• Op dag 7 vindt de 4e testsessie plaats 72 uur na de voetbalrubriek.

Wanneer schriftelijke geïnformeerde toestemming is verkregen, zullen de onderzoekers een zelfgerapporteerde gezondheidsvragenlijst gebruiken om demografische informatie te verkrijgen. De informatie omvat leeftijd, geslacht, ras/etniciteit, jaren voetbal- en koerservaring, aantal en leeftijd van eerdere hersenschuddingen, slaapgewoonten, menstruatiecyclus en voedingsgeschiedenis, evenals beoordeling van andere neurologische aandoeningen om te screenen of deelnemers in aanmerking komen. Deelnemers die aan de inclusiecriteria voldoen en vrij zijn van uitsluitingsfactoren, gaan door naar de testprocedures.

Voetbal rubriek:

Voor het experiment zal een gestandaardiseerd en betrouwbaar koppenprotocol worden gebruikt. Een triaxiale versnellingsmeter en gyroscoop (Triax Technologies) ingebed in een hoofdbandzak en gepositioneerd aan de achterkant van het hoofd om lineaire en roterende hoofdversnellingen te bewaken. Een JUGS-voetbalmachine zal worden gebruikt om een ​​inworp door voetbal te simuleren met een gestandaardiseerde balsnelheid van 40 km/u voor beide groepen. De balsnelheid is vergelijkbaar met wanneer voetballers een lange inworp maken vanaf de zijlijn naar het middenveld. Voetballers voeren deze manoeuvre vaak uit tijdens de training en het spel. Deelnemers staan ​​op ongeveer 12 meter afstand van de machine om voetbalkoppen uit te voeren. Een gemiddelde lineaire hoofdversnelling vanaf een kopbal ligt rond de 20 g, terwijl normale hoekschoppen of doeltrappen (~80 km/u) versnellingen van meer dan 50 g opleveren. Deelnemers in alle groepen voeren 20 kopballen uit met 1 kopbal per 30 seconden.

Vragenlijsten:

De onderzoekers zullen ook (1) symptomen van depressie, angst, stress en paniek beoordelen met behulp van de PHQ-9, GAD-7 en de Daily Stress Inventory; (2) alcoholgebruiksstoornis met behulp van AUDIT; (3) stoornis in het gebruik van cannabis met behulp van CODIT; (4) stemmingstoestanden met behulp van POMS; en (5) hersenschuddingsymptomen met behulp van SCAT.

Beoordeling biologische impedantie:

Bij elk bezoek wordt het lichaamsgewicht gemeten met behulp van een bio-elektrische impedantiebeoordeling (BIA, Tanita Corporation of America, Arlington Heights, IL). Dit is een methode om de lichaamssamenstelling te schatten, met name lichaamsvet, spiermassa en totale lichaamswatersamenstelling. BIA gebruikt een zwakke elektrische stroom door het lichaam en de spanning wordt gemeten om de impedantie (weerstand) van het lichaam te berekenen.

NPC en KDT:

Tijdens elke testsessie worden verschillende beoordelingen uitgevoerd op elke deelnemer. Ten eerste zullen oculaire beoordelingen bestaande uit near point of convergence (NPC) en de King-Devick Test (KDT) worden gebruikt om respectievelijk de oculair-motorische functie en de neuro-oftalmologische functie te beoordelen. De NPC meet het dichtstbijzijnde punt waarbij men convergentie kan behouden terwijl men zich op een object concentreert voordat dubbelzien optreedt. De beoordeling wordt twee keer herhaald en de gemiddelde NPC-scores worden gebruikt voor statistische analyses. Nadat ze NPC hebben voltooid, voltooien deelnemers de KDT. De KDT beoordeelt de neuro-oftalmologische functie vanwege het ontwerp van saccadische oogbewegingen in combinatie met meerdere facetten van hersenfuncties zoals aandacht, taal en concentratie. Het wordt toegediend op een handtablet. Deelnemers krijgen een proef "demonstratie" -kaart om de taak te oefenen. Na de demonstratiekaart tikken de deelnemers 3 testkaarten door. Deelnemers wordt gevraagd om hardop, van links naar rechts en van boven naar beneden, een reeks cijfers op de testkaarten zo snel en nauwkeurig mogelijk voor te lezen, terwijl ze afzien van het gebruik van hun vingers als leesgids. De 3 testkaarten stijgen in moeilijkheidsgraad (d.w.z. richtlijn verdwijning, getallen worden dichter). De KDT registreert de totale tijd, in seconden, die deelnemers besteedden aan het voltooien van de taak (alle 3 de testkaarten). De nauwkeurigheid wordt geregistreerd door een laboratoriumpersoneelslid dat achter de deelnemer staat en eventuele fouten registreert (onjuist nummer, gemist nummer, etc.) die tijdens het testen zijn gemaakt.

Bloedbiomarkers:

Antecubitale aderbloedafnames zullen elke testsessie worden uitgevoerd om de serumbiomarkerconcentraties te helpen bepalen. Een getrainde flebotomist reinigt het binnenste elleboogoppervlak grondig met een alcoholdoekje en trekt 7 ml volbloed in steriele Vacutainer-buisjes met 21G vlindernaald. Na de bloedafname gebruikt de deelnemer gaas om directe druk te behouden en wordt er een verband aangebracht. Plasma zal worden beoordeeld door het 4-plex Simoa-testplatform (Quanterix), een op magnetische korrels gebaseerde ELISA die detectie van biomarkers in femtomolaire concentraties mogelijk maakt.

MRI-technieken:

Na voltooiing van de MRI-screeningprocedure ondergaan de deelnemers de volgende gestandaardiseerde MRI-protocollen.

Diffusion tensor imaging (DTI) is de meest gebruikte techniek om de microstructurele integriteit van witte stof in vivo te bestuderen. DTI biedt eenvoudige markeringen, zoals gemiddelde diffusiviteit (MD) en fractionele anisotropie (FA), die zijn gebruikt om microstructurele weefselverandering tijdens veroudering, neurologische aandoeningen en traumatisch hersenletsel (d.w.z. hersenschudding) weer te geven. Ondanks hun gevoeligheid vertegenwoordigen MD en FA echter cellulaire diffusie geschat door statistische basisbeschrijvingen die niet direct overeenkomen met biofysiologische parameters van de neurale cellulaire integriteit. DTI gaat uit van Gauss-diffusie binnen een enkel microstructureel compartiment en is dus niet-specifiek gebleken voor axonale structurele schade. Om deze beperking aan te pakken, is neurietoriëntatiedispersie en dichtheidsbeeldvorming (NODDI) gekarakteriseerd om de microstructurele integriteit van axonen te beoordelen met behulp van een niet-Gaussiaans model met meerdere compartimenten. Met NODDI kunnen onderzoekers de axonale dichtheid in witte stof, oriëntatie van axonale dispersie en vrije waterdiffusie meten. De gecombineerde aanpak met behulp van NODDI en DTI zal een grotere diepte van progressieve axonale degeneratie blootleggen als reactie op herhaalde subconcussieve hoofdstoten.

Gegevens over magnetische resonantiespectroscopie zullen worden verzameld met behulp van een PRESS-reeks (Point RESolved Spectroscopie) met één voxel. Het primaire interessegebied (ROI) van de onderzoekers voor MRS-analyse is de dorsolaterale prefrontale cortex (DLPFC). Deze regio speelt een vitale rol bij het reguleren van geheugen, aandacht, emotie/gedrag en autonome motorische functie, en eerdere studies hebben veranderde neurometabolische niveaus in deze regio aangetoond na concussieve en subconcussieve verwondingen. De MRS-voxel met een afmeting van 15x20x25mm3 wordt in de DLPFC gepositioneerd met behulp van het T1-gewogen beeld als referentie. Er zal ook een MRS-scan worden verzameld die informatie over de hele hersenen verzamelt om te vergelijken met de enkele voxel-scan van de DLPFC.

N-Back-taak: De n-back-taak wordt gebruikt om het verbale (letter)geheugen te beoordelen. Voor de verbale n-back-taken krijgen de deelnemers in de scanner een reeks letters te zien, waarbij de letters één voor één op het scherm worden weergegeven. Deelnemers zullen worden geïnstrueerd om te antwoorden of de doelletter hetzelfde is of verschilt van de gepresenteerde brief, of het gepresenteerde doel hetzelfde is of verschilt van de eerder gepresenteerde 1-back of 2-back letters. Als de doelletter hetzelfde is, krijgen de deelnemers de instructie om op de indexknop van de controller in hun linkerhand te drukken en als de letter anders is, krijgen de deelnemers de instructie om op de indexknop van de controller in hun rechterhand te drukken. De n-back taak duurt in totaal ongeveer 7 minuten.