Влияние субконтузивных ударов головой на целостность и функцию нервной системы при СДВГ

Мы будем набирать участников в порядке очереди для группы СДВГ. Мы выберем контроли, соответствующие возрасту и полу (например, соответствующие 1-му, 3-му, 5-му и 7-му участникам с СДВГ, поскольку это выборка с частотным соответствием 1: 2) для группы без СДВГ. Мы предлагаем включить в исследование в общей сложности 60 участников (СДВГ n = 40, без СДВГ n = 20).

Исследование состоит из 3 моментов времени сбора данных в течение 2-дневного периода. 1-й день продлится примерно 4,75 часа, а 2-й день продлится примерно 1,5 часа. Этот дизайн исследования позволит протестировать показатели результатов в течение 2 острых фаз.

• 1-я тестовая сессия проходит непосредственно перед вмешательством футбольного заголовка.
• Участники проведут интервенцию футбольного заголовка.
• 2-я тестовая сессия проводится через 2 часа после вмешательства футбольного заголовка.
• 3-й тестовый сеанс проводится примерно через 24 часа после вмешательства.

Когда будет получено письменное информированное согласие, мы будем использовать анкету о состоянии здоровья, которую мы заполняем, чтобы получить демографическую информацию. Информация включает возраст, пол, ИМТ, расу / этническую принадлежность, годы игры в футбол и опыт игры головой, количество и возраст предыдущих сотрясений мозга и привычки сна, а также оценку других неврологических состояний для проверки приемлемости участников. Участники, соответствующие критериям включения и не имеющие исключающих факторов, перейдут к процедурам тестирования. За 3 дня до начала исследования и до 24-часового момента после окончания исследования участники будут проинструктированы (1) принимать лекарства от СДВГ (для когорты СДВГ), (2) воздерживаться от употребления алкоголя и рекреационных наркотиков и (3) воздерживаться от употребления наркотиков. действия, связанные с ударами головой.

Вмешательство в футбольный заголовок:

Для эксперимента будет использоваться стандартизированный и надежный протокол футбольного заголовка. Трехосевой акселерометр и гироскоп (Triax Technologies), встроенные в карман оголовья и расположенные на затылке для контроля линейных и вращательных ускорений головы. Футбольный автомат JUGS будет использоваться для имитации футбольного вбрасывания со стандартной скоростью мяча 25 миль в час в обеих группах. Скорость мяча аналогична той, когда футболисты делают длинное вбрасывание из-за боковой линии в центр поля. Футболисты часто выполняют этот маневр во время тренировок и игр. Участники будут стоять примерно в 40 футах от машины, чтобы выполнять удары футбольным мячом. Среднее линейное ускорение головы от удара головой составляет около 20 g, в то время как обычные угловые или удары от ворот (~ 50 миль в час) дают ускорение более 50 g. Участники обеих групп будут выполнять 10 ударов головой по 1 удару головой в минуту.

Скрининг анкеты здоровья:

Когда будет получено письменное информированное согласие, мы будем использовать анкету о состоянии здоровья, которую мы заполняем, чтобы получить демографическую информацию. Информация включает возраст, пол, ИМТ, расу / этническую принадлежность, годы игры в футбол и опыт игры головой, количество и возраст предыдущих сотрясений мозга и привычки сна, а также оценку других неврологических состояний для проверки приемлемости участников. Перед первой и последней тестовой сессией участников попросят подтвердить, что они спали дольше 4 часов предыдущей ночью, не употребляли алкоголь или рекреационные наркотики в течение 3 дней до начала исследования, не участвовали в мероприятиях, связанных с удары головой в течение 3 дней до начала исследования, а для группы с СДВГ их попросят указать время, когда они принимали назначенное им в течение дня лекарство от СДВГ. Кроме того, перед тем, как приступить к процедурам визуализации, участники заполнят контрольный список для проверки состояния здоровья участников вместе с оператором исследовательского центра визуализации (IRF). Этот контрольный список будет проверять участников на наличие симптомов, связанных с COVID-19.

Диагностика СДВГ и скрининг психических факторов и злоупотребления психоактивными веществами:

Мы будем использовать двухэтапную проверку диагноза СДВГ для обеих групп. После подписания формы согласия участники СДВГ будут проинструктированы представить подтверждение диагноза СДВГ, оцененного и назначенного их врачами. Во время последующей встречи мы проведем полуструктурированное диагностическое интервью для обеих групп с использованием Шкалы оценки симптомов СДВГ у взрослых (AISRS), которая является надежной и достоверной мерой эффективности симптомов СДВГ у взрослых пациентов. Оценку будет давать обученный эксперт (клинический социальный работник), который не будет знать о статусе диагноза участников. Мы также будем оценивать (1) симптомы депрессии, тревоги и паники, используя PHQ-9; (2) расстройство, связанное с употреблением алкоголя, с использованием AUDIT; и (3) расстройство, связанное с употреблением каннабиса, с использованием CUDIT.

НПЦ и КДТ:

Во время каждой тестовой сессии для каждого участника будут проводиться различные оценки. Во-первых, глазные оценки, состоящие из ближней точки конвергенции (NPC) и теста Кинга-Девика (KDT), будут использоваться для оценки моторной и нейроофтальмологической функции соответственно. NPC измеряет ближайшую точку, к которой можно сохранять конвергенцию, фокусируясь на объекте до того, как возникнет двоение в глазах. Оценка будет повторена дважды, а средние баллы NPC будут использованы для статистического анализа. После того, как они закончат NPC, участники завершат KDT. KDT оценивает нейроофталамогическую функцию благодаря саккадическим движениям глаз в сочетании с несколькими аспектами функций мозга, такими как внимание, речь и концентрация. Он будет управляться на переносном планшете. Участникам будет выдана одна пробная «демонстрационная» карточка для выполнения задания. После демонстрационной карты участники прощупывают 3 тестовые карты. Участникам будет предложено прочитать вслух, слева направо и сверху вниз ряд чисел на тестовых карточках так быстро и точно, как они могут, воздерживаясь от использования своих пальцев в качестве ориентира для чтения. 3 тестовые карты увеличиваются в сложности (т. исчезновение направляющих, числа становятся более плотными). KDT записывает общее время в секундах, затраченное участниками на выполнение задания (все 3 тестовые карточки). Точность будет фиксироваться сотрудником лаборатории, который будет стоять позади участника и записывать любые ошибки (неправильный номер, пропущенный номер и т. д.), сделанные во время тестирования.

Оценка глазных рефлексов (Blinktbi):

Мигательный рефлекс вызывается при воздействии раздражителя на роговицу или вблизи нее, в непосредственной близости от глазной щели, на ресницы или непосредственно на периорбитальные нервы. Этому рефлексу способствует стимуляция нервов, которые входят в ствол мозга, проходят через ряд структур ствола мозга и базальных ганглиев, включая ретикулярную формацию и дофаминергические системы, а затем выходят на лицевые нервы в виде фактического моргания. Это обеспечивает неинвазивный способ контроля целостности глубоких структур головного мозга. Постулируется, что путем точного измерения показателей, связанных с морганием, можно собрать данные в полевых условиях, которые помогут обнаружить изменения в работе мозга, указывающие на сотрясение мозга или более серьезную травму головного мозга. Для этого тестирования будет использоваться устройство Eyestat, одобренное FDA.

Биомаркеры крови:

Забор крови из антекубитальной вены будет проводиться каждый сеанс тестирования, чтобы помочь определить концентрации биомаркеров в сыворотке. Обученный флеботомист тщательно очистит внутреннюю поверхность локтя спиртовым тампоном и наберет 7 мл цельной крови в стерильные пробирки Vacutainer с помощью иглы-бабочки 21G. После забора крови участник будет использовать марлю для поддержания прямого давления, и ему будет предоставлена ​​повязка. Плазма будет оцениваться с помощью 4-плексной платформы анализа Simoa (Quanterix), которая представляет собой ИФА на основе магнитных шариков, который позволяет обнаруживать биомаркеры в фемтомолярных концентрациях.

Методы МРТ:

После завершения процедуры скрининга МРТ участники пройдут следующие стандартизированные протоколы МРТ.

Диффузионно-тензорная визуализация (DTI) является наиболее широко используемым методом для изучения микроструктурной целостности белого вещества in vivo. DTI предоставляет простые маркеры, такие как средняя диффузионная способность (MD) и фракционная анизотропия (FA), которые использовались для отражения микроструктурных изменений ткани при старении, неврологических расстройствах и черепно-мозговых травмах (например, сотрясении мозга). Однако, несмотря на свою чувствительность, MD и FA представляют собой клеточную диффузию, оцениваемую по основным статистическим характеристикам, которые не соответствуют непосредственно биофизиологическим параметрам целостности нервных клеток. DTI предполагает гауссову диффузию в пределах одного микроструктурного компартмента и, таким образом, оказалась неспецифичной в отношении структурных повреждений аксонов. Чтобы устранить это ограничение, была разработана визуализация дисперсии и плотности ориентации нейритов (NODDI) для оценки микроструктурной целостности аксонов с использованием негауссовой модели с несколькими отсеками. NODDI позволяет исследователям измерять плотность аксонов в белом веществе, ориентацию дисперсии аксонов и свободную диффузию воды. Комбинированный подход с использованием NODDI и DTI выявит большую глубину прогрессирующей дегенерации аксонов в ответ на повторяющиеся удары головой под сотрясением мозга.

Задача Фланкера: тест Фланкера измеряет способность участников концентрировать внимание и игнорировать ненужную информацию. Таким образом, задача Flanker будет оценивать изменения внимания участников с течением времени. Для этого задания, находясь в сканере, участникам будет представлен набор из 5 стрелок над точкой фиксации. Им будет приказано реагировать только на направление центральной стрелки. Если стрелка указывает налево, участникам будет предложено нажать указательную кнопку контроллера в левой руке. Если стрелка указывает вправо, участникам будет предложено нажать указательную кнопку контроллера в правой руке. Участникам будут прочитаны инструкции перед тестом, и им будет разрешено нажать обе кнопки указателя, чтобы убедиться, что есть понимание. Задача будет выполняться в общей сложности около 10 минут.

Задания N-Back: Задание n-back будет использоваться для оценки как вербальной (буквы), так и зрительной (блоки) памяти. Для словесных заданий n-back, в сканере, участникам будет представлена ​​серия букв, причем буквы будут отображаться на экране по одной. Участникам будет предложено ответить, является ли целевая буква такой же или отличной от представленной буквы, если представленная цель такая же или отличается от буквы, представленной 1-назад или 2-назад буквами до. Если целевая буква одинакова, участникам будет предложено нажать указательную кнопку контроллера в левой руке, а если буква отличается, участникам будет предложено нажать указательную кнопку контроллера в правой руке. Для визуальных задач n-back дизайн и инструкции будут такими же, но буквы будут заменены простыми абстрактными объектами. Участникам будут прочитаны инструкции перед тестом, и им будет разрешено нажать обе кнопки указателя, чтобы убедиться, что есть понимание. Задания n-back выполняются в виде блочного дизайна общей продолжительностью около 15 минут.