Влияние прерывистого голодания на острые сотрясения головного мозга

Исследователи будут использовать дизайн рандомизированного контролируемого исследования и набирать участников в порядке поступления заявок. Четыре группы; 8-дневное голодание, 5-дневное голодание перед кормлением, 3-дневное голодание после кормления и контроль.

Исследование состоит из 4 моментов времени сбора данных в течение 8-дневного периода. Четыре сеанса сбора данных продлятся примерно 2 часа. Этот дизайн исследования позволит исследователям проверить показатели результатов в подострой и острой фазах.

• В день 0. 1-й тестовый сеанс проводится непосредственно перед 8-дневным периодом.
• На 4-й день 2-я тестовая сессия проходит прямо перед футбольным заголовком.
• Участники исполнят футбольные мячи.
• На 5-й день 3-я тестовая сессия проводится через 24 часа после футбольного курса.
• На 7-й день через 72 часа после футбольного курса проводится 4-я тестовая сессия.

Когда будет получено письменное информированное согласие, исследователи будут использовать анкету о состоянии здоровья, которую они заполняют сами, для получения демографической информации. Информация включает возраст, пол, расу / этническую принадлежность, годы игры в футбол и опыт игры головой, количество и возраст предыдущих сотрясений мозга, привычки сна, менструальный цикл и историю диеты, а также оценку других неврологических состояний для проверки приемлемости участников. Участники, соответствующие критериям включения и не имеющие исключающих факторов, перейдут к процедурам тестирования.

Футбол Рубрика:

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 всех групп выполнят 20 хедеров по 1 хедеру за 30 секунд.

Анкеты:

Исследователи также (1) оценят симптомы депрессии, тревоги, стресса и паники, используя PHQ-9, GAD-7 и ежедневную инвентаризацию стресса; (2) расстройство, связанное с употреблением алкоголя, с использованием AUDIT; (3) расстройство, связанное с употреблением каннабиса, с использованием CUDIT; (4) состояния настроения с использованием POMS; и (5) симптомы сотрясения мозга при использовании SCAT.

Оценка биологического импеданса:

При каждом посещении будут измеряться массы тела с использованием оценки биоэлектрического импеданса (BIA, Tanita Corporation of America, Арлингтон-Хайтс, Иллинойс). Это метод оценки состава тела, в частности жировых отложений, мышечной массы и общего водного состава тела. BIA использует слабый электрический ток, протекающий через тело, и измеряется напряжение для расчета импеданса (сопротивления) тела.

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 глазодвигательной функции 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 нейроофтальмологическую 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.

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.

Данные магнитно-резонансной спектроскопии будут собираться с использованием одновоксельной последовательности PRESS (спектроскопия с точечным разрешением). Основной областью интереса исследователей (ROI) для анализа MRS является дорсолатеральная префронтальная кора (DLPFC). Эта область играет жизненно важную роль в регуляции памяти, внимания, эмоций/поведения и вегетативной двигательной функции, и предыдущие исследования показали измененные нейрометаболические уровни в этой области после сотрясения мозга и подсотрясения мозга. Воксель MRS размером 15x20x25 мм3 будет помещен в DLPFC с использованием T1-взвешенного изображения в качестве эталона. Также будет собрано сканирование MRS для сбора информации обо всем мозге для сравнения со сканированием одного вокселя DLPFC.

Задача N-Back: Задача N-Back будет использоваться для оценки вербальной (буквной) 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. Задача n-back имеет общую продолжительность около 7 минут.