Los jugadores de fútbol en edad escolar con antecedentes de conmoción cerebral y exposición a alto impacto sufren cambios cerebrales después de una temporada de juego, según dos nuevos estudios realizados en el UT Southwestern Medical Center en Dallas y la Universidad Wake Forest en Winston-Salem y presentados hoy enla reunión anual de la Sociedad Radiológica de América del Norte RSNA.
Ambos estudios analizaron la red en modo predeterminado DMN, una red de regiones cerebrales que está activa durante el reposo despierto. Se observan cambios en la DMN en pacientes con trastornos mentales. La disminución de la conectividad dentro de la red también se asocia con una lesión cerebral traumática.
"El DMN existe en las áreas profundas de la materia gris del cerebro", explicó Elizabeth M. Davenport, Ph.D., investigadora postdoctoral en el laboratorio de Investigación Avanzada de Imágenes por Neurociencia ANSIR en el Instituto del Cerebro O'Donnell de UT Southwestern."Incluye estructuras que se activan cuando estamos despiertos y participamos en la introspección o el procesamiento de emociones, que son actividades que son importantes para la salud del cerebro".
En el primer estudio, los investigadores estudiaron a jugadores de fútbol juveniles sin antecedentes de conmoción cerebral para identificar el efecto de los repetidos impactos de subconcusión en la DMN.
"Durante una temporada de fútbol, los jugadores están expuestos a numerosos impactos en la cabeza. La gran mayoría de estos no resultan en una conmoción cerebral", dijo Gowtham Krishnan Murugesan, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica y miembro del laboratorio ANSIR."Este trabajo se suma a un creciente cuerpo de literatura que indica que los impactos subconcusivos en la cabeza pueden tener un efecto en el cerebro. Esta es un área muy poco estudiada a nivel de jóvenes y de secundaria".
Para el estudio, 26 jugadores de fútbol juvenil de 9 a 13 años fueron equipados con el Sistema de Telemetría Head Impact HITS durante toda una temporada de fútbol. Los cascos HITS están forrados con acelerómetros o sensores que miden la magnitud, ubicación y dirección deimpactos en la cabeza. Los datos de impacto de los cascos se utilizaron para calcular el riesgo de exposición a conmoción cerebral para cada jugador.
Los jugadores se dividieron por igual en grupos de exposición a conmoción cerebral alta y baja. Se excluyeron los jugadores con antecedentes de conmoción cerebral. Se estableció un tercer grupo de 13 controles deportivos sin contacto. Se realizaron exploraciones de resonancia magnética funcional en reposo antes y después de la temporada fMRIrealizado en todos los reproductores y controles, y se analizó la conectividad dentro de los subcomponentes DMN.
Los investigadores utilizaron el aprendizaje automático para analizar los datos de fMRI. El aprendizaje automático es un tipo de inteligencia artificial que permite a las computadoras realizar análisis basados en las relaciones existentes de datos.
"El aprendizaje automático tiene mucho que agregar a nuestra investigación porque nos da una nueva perspectiva y la capacidad de analizar las complejas relaciones dentro de los datos", dijo Murugesan. "Nuestros resultados sugieren un cambio funcional creciente en el cerebro con el aumento de la cabezaexposición al impacto "
Se utilizaron cinco algoritmos de clasificación de aprendizaje automático para predecir si los jugadores estaban en los grupos de alta exposición, baja exposición o sin contacto en función de los resultados de fMRI. El algoritmo discriminó entre exposición de alto impacto y sin contacto con una precisión del 82 por cientoy exposición de bajo impacto y sin contacto con una precisión del 70 por ciento. Los resultados sugieren un cambio funcional cada vez mayor con una mayor exposición al impacto en la cabeza.
"Los cerebros de estos atletas jóvenes y adolescentes están experimentando una maduración rápida en este rango de edad. Este estudio demuestra que jugar una temporada de deportes de contacto a nivel juvenil puede producir cambios cerebrales en neuroimagen, particularmente para la DMN", dijo Murugesan.
En el segundo estudio, 20 jugadores de fútbol americano de secundaria edad promedio de 16.9 usaron cascos equipados con HITS durante una temporada. De los 20 jugadores, cinco habían experimentado al menos una conmoción cerebral y 15 no tenían antecedentes de conmoción cerebral.
Antes y después de la temporada, los jugadores se sometieron a una exploración de magnetoencefalografía MEG de ocho minutos, que registra y analiza los campos magnéticos producidos por la actividad cerebral. Luego, los investigadores analizaron la potencia MEG asociada con las ocho regiones cerebrales del DMN.
Después de la temporada, los cinco jugadores con antecedentes de conmoción cerebral tuvieron una conectividad significativamente menor entre las regiones DMN. Los jugadores sin antecedentes de conmoción cerebral tuvieron, en promedio, un aumento en la conectividad DMN.
Los resultados demuestran que las conmociones cerebrales de años anteriores pueden influir en los cambios que ocurren en el cerebro durante la temporada actual, lo que sugiere que hay efectos longitudinales de la conmoción cerebral que afectan la función cerebral.
"La red del modo predeterminado del cerebro cambia de manera diferente como resultado de una conmoción cerebral previa", dijo el Dr. Davenport. "La conmoción cerebral previa parece preparar al cerebro para cambios adicionales. El historial de conmociones cerebrales puede estar afectando la capacidad del cerebro para compensar los impactos subconscusivos".
Ambos investigadores dijeron que se necesitan conjuntos de datos más grandes, estudios longitudinales que siguen a jugadores de fútbol jóvenes e investigaciones que combinan MEG y fMRI para comprender mejor los factores complejos involucrados en las conmociones cerebrales.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Sociedad Radiológica de América del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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