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L'impatto delle commozioni cerebrali sui giovani atleti

Lo studio esamina come le commozioni cerebrali influenzano le abilità cognitive e motorie nei giovani atleti.

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Indice

Ogni anno, circa 180.000 giovani atleti soffrono di commozioni cerebrali legate allo sport. Questo numero solleva preoccupazioni perché le commozioni possono influenzare temporaneamente la funzione cerebrale. L’approccio principale per affrontare le commozioni negli sport è rimuovere l’atleta dal gioco e permettere il ritorno solo una volta che si è completamente ripreso. Se qualcuno torna in campo troppo presto, può affrontare seri problemi sia a breve che a lungo termine.

Decidere quando un atleta è pronto per tornare è spesso basato su se i loro sintomi siano scomparsi. Questo si basa su risposte oneste da parte degli atleti quando compilano questionari sui sintomi e si sottopongono a test computerizzati come il Sport Concussion Assessment Tool e altri. Tuttavia, alcuni atleti potrebbero non rispondere onestamente a questi test durante la valutazione iniziale, un comportamento noto come simulazione. Potrebbero cercare di esibirsi male di proposito per rendere più facile superare questi test in seguito, se si infortunano. Questo può portare a risultati fuorvianti quando si valuta la loro ripresa.

La ricerca mostra che il controllo del movimento di una persona può essere influenzato da una commozione cerebrale. Tuttavia, non è chiaro quanto bene le Valutazioni del movimento possano resistere alla simulazione. Studi recenti hanno dimostrato che l’uso di valutazioni robotiche può aiutare. In questi test, le persone cercano di raggiungere obiettivi mentre affrontano resistenze imprevedibili da un dispositivo robotico. Questo metodo aiuta a misurare quanto bene si adattano a carichi inaspettati e sembra essere meno influenzato da qualcuno che cerca di simulare la propria prestazione.

Obiettivi dello Studio

In questo studio, abbiamo cercato di capire come le commozioni influenzano il controllo del movimento e la capacità del cervello di adattarsi ai cambiamenti nell'ambiente. I nostri obiettivi principali erano:

  1. Vedere se le valutazioni del controllo del movimento sono influenzate dalle commozioni subito dopo l’infortunio.
  2. Scoprire se gli impatti delle commozioni cambiano nel tempo, con sessioni di follow-up a diversi intervalli dopo l’infortunio.

Abbiamo testato sia individui recentemente colpiti che soggetti di controllo sani attraverso tre sessioni. La prima sessione si è svolta il prima possibile dopo l’infortunio, la seconda quando gli atleti sono stati autorizzati a tornare all'attività, e la terza tre mesi dopo.

Partecipanti allo Studio

Abbiamo coinvolto 22 giovani adulti recentemente colpiti e 20 controlli sani in questo studio. Gli individui colpiti sono stati reclutati da una clinica medica universitaria, mentre i partecipanti sani provenivano dalla comunità locale. Nessuno dei partecipanti aveva problemi neurologici significativi. Tutti i soggetti avevano funzioni sensoriali e visive normali.

È stato ottenuto il consenso scritto da tutti i partecipanti. Lo studio ha ricevuto l'approvazione dal comitato etico pertinente.

Procedure Sperimentali

I partecipanti hanno partecipato a tre sessioni, ognuna della durata di circa 45 minuti. Gli individui colpiti hanno avuto la prima sessione subito dopo l'infortunio, la seconda sessione quando sono stati autorizzati a tornare a giocare, e una terza sessione tre mesi dopo l'infortunio. Anche i partecipanti di controllo hanno seguito un programma simile.

Valutazioni

Durante ogni sessione, i partecipanti hanno svolto due tipi di test:

  1. Una valutazione cognitiva computerizzata, che misurava le loro capacità di pensiero.
  2. Un test di raggiungimento robotico che valutava le loro capacità di apprendimento sensomotorio.
Valutazione Cognitiva Computerizzata

In una stanza tranquilla, i soggetti completavano quattro compiti diversi su un computer. Questi compiti includevano test di tempo di reazione semplice e attività di richiamo della memoria. L'obiettivo principale era misurare quanto rapidamente e accuratamente i partecipanti potessero rispondere a stimoli visivi.

Test di Raggiungimento Robotico

I partecipanti si sedevano su una sedia e tenevano un dispositivo robotico che aiutava a valutare la loro capacità di raggiungere. Dovevano cercare di raggiungere un obiettivo affrontando resistenze impreviste dal robot. Questa configurazione ci permetteva di misurare quanto bene potessero adattare i loro movimenti in risposta a cambiamenti imprevedibili.

Analisi dei Risultati

Dopo aver condotto le valutazioni, abbiamo analizzato i dati per capire quanto bene il gruppo colpito si sia comportato rispetto al gruppo di controllo nelle tre sessioni.

Risultati delle Prestazioni Cognitive

Durante la prima sessione, i partecipanti colpiti mostravano tempi di reazione più lunghi rispetto ai controlli sani in diversi compiti cognitivi. Tuttavia, nella terza sessione, il gruppo colpito si comportava in modo simile ai controlli nella maggior parte dei compiti.

Risultati delle Prestazioni Cinematiche

Nei test di raggiungimento robotici, gli individui colpiti impiegavano più tempo a raggiungere l'obiettivo e mostravano maggiore variabilità nei loro movimenti durante la prima sessione. Anche se i loro tempi di reazione migliorarono nella seconda sessione, continuavano a impiegare più tempo per catturare l'obiettivo rispetto ai controlli. Questa differenza nel tempo non tornò alla normalità nemmeno tre mesi dopo l’infortunio.

Contributi delle Memorie Sensomotorie

Utilizzando un modello matematico, abbiamo esaminato quanto bene i partecipanti potessero utilizzare la loro memoria sensomotoria per guidare i loro movimenti. Curiosamente, il contributo di queste memorie non era significativamente diverso tra gli individui colpiti e i controlli sani nel nostro studio.

Discussione dei Risultati

I risultati del nostro studio suggeriscono che le commozioni possono portare a iniziali compromissioni nelle prestazioni cognitive e motorie. I tempi di reazione e di movimento richiedono tempo per recuperare, ma molte funzioni cognitive sembrano tornare alla normalità entro pochi mesi. È importante notare che, mentre il nostro modello indicava che i contributi delle memorie motorie non erano significativamente influenzati dalla commozione, questo richiede ulteriore esplorazione in studi futuri.

Limitazioni dello Studio

Ci sono state alcune limitazioni nella nostra ricerca. Innanzitutto, il gruppo colpito era abbastanza variegato, con tempi diversi tra infortuni e valutazioni. Alcuni individui mostrano già segni di recupero durante la loro prima visita. Inoltre, si è osservato un effetto di apprendimento nei partecipanti di controllo tra le loro sessioni, che potrebbe aver influito sull’interpretazione dei risultati.

Direzioni Future

Per migliorare questo studio, i ricercatori potrebbero puntare a un gruppo di partecipanti più uniforme, magari concentrandosi solo su atleti con livelli di competizione simili. Includere valutazioni basali aggiuntive prima di qualsiasi test post-infortunio aiuterebbe anche a tener conto degli effetti di apprendimento.

Inoltre, i ricercatori potrebbero considerare di aumentare la complessità dei compiti dati ai partecipanti per valutare meglio gli effetti delle commozioni sulle loro prestazioni. Potrebbe anche essere impiegato un feedback sensoriale diverso durante i compiti di raggiungimento per vedere come cambia il modo in cui gli individui si adattano e rispondono.

In sintesi, questo studio mirava a investigare gli effetti delle commozioni sulle abilità cognitive e motorie, così come su come il cervello si adatta ai cambiamenti. Anche se i nostri risultati suggeriscono un certo recupero entro mesi, è necessaria ulteriore ricerca per comprendere appieno come le commozioni influenzino la memoria sensomotoria e il comportamento adattivo.

Fonte originale

Titolo: Effects of Concussion on the Relative Contributions of Sensorimotor Memories during Adaptation to Unpredictable Spring-Like Loads

Estratto: We examined the extent to which concussion impacts how implicit sensorimotor memories are used to compensate for changes in hand-held loads during goal-directed reaching. Recently concussed individuals performed computerized cognition tests and a robotic test of sensorimotor adaptation on three occasions: as soon as possible after injury; after clearance to return to activity; three months after injury. Non-concussed individuals (controls) were tested at inter-session intervals mimicking concussed group intervals. During robotic testing, subjects grasped the handle of a horizontal planar robot while reaching repeatedly to a target. The robot exerted spring-like forces that changed unpredictably between trials; this allowed us to estimate contributions of implicit sensorimotor memories to trial-by-trial performance by fitting a computational model to the time series of reach errors and robot forces. Symptom severity varied considerably within the concussed group at the first session. Computerized cognition tests revealed longer reaction times in the concussed group relative to control group in Session 1 only. Concussed subjects likewise had slower reaction time in the reaching task during the first but not later sessions. Computational modeling found abnormally high values of effective limb compliance in concussed individuals relative to the control group in the first session only, but did not find group differences in how sensorimotor memories contribute to reach adaptation in any session. Analysis of control group models identified a practice effect affecting the memory coefficients that may have masked initial effects of concussion on how implicit memories contribute to sensorimotor adaptation. Although a practice effect and a heterogeneous concussed cohort preclude strong conclusions, our findings suggest procedural improvements that may decrease the robotic tests sensitivity to practice effects and increase its sensitivity to concussion-related changes in how implicit memories contribute to sensorimotor adaptation to unpredictable hand-held loads during reaching.

Autori: Devon Lantagne, L. A. Mrotek, S. I. Ahamed, S. A. Beardsley, A. J. Grove, D. H. Leigh, C. S. Smith, D. G. Thomas, R. A. Scheidt

Ultimo aggiornamento: 2024-05-16 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.16.594491

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.16.594491.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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