Sex Differences in Brain Structure and Function After Sports-Related Concussion
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Deutsch:
Frauen machen einen großen Teil der Sportler im organisierten Sport aus, und sie haben ein erhöhtes Risiko, eine sportbedingte Gehirnerschütterung zu erleiden und schlechtere Ergebnisse zu erzielen. Ziel dieser Längsschnittstudie ist es, mithilfe zukunftsweisender Bildgebung des Gehirns die zugrundeliegenden Unterschiede in der Gehirnstruktur und -funktion zwischen weiblichen und männlichen Sportlern nach einer Gehirnerschütterung und während der Genesung zu untersuchen. Die Ergebnisse der Gehirn-Bildgebung werden mit objektiven Messungen der neurokognitiven und motorischen Funktionen sowie mit möglichen geschlechtsspezifischen Risikofaktoren für Hirnveränderungen verknüpft. Die Ergebnisse dieser Forschung werden zu neuen Strategien für eine individualisierte Patientenbetreuung, einschließlich Diagnose, Vorhersage und Therapie, und letztlich zur Prävention von Hirnveränderungen nach einer Gehirnerschütterung führen. Die Ergebnisse haben somit das Potenzial, ein großes globales Gesundheitsproblem zu beeinflussen.
English:
Women represent a large proportion of the athletic community in organized sports and they are at increased risk for sustaining a sports-related concussion and to experience worse outcome. The goal of this longitudinal study is to use advanced neuroimaging to investigate underlying differences in brain structure and function between female and male athletes following concussion and during recovery. Neuroimaging findings will be linked to objective measures of neurocognitive and motor function, and possible sex specific risk factors for brain alterations. Findings from this research will lead to new strategies for individualized patient care including diagnosis, prediction, and therapy, and ultimately to prevention of brain alterations following concussion. Findings thus have the potential to impact a major global health problem.
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Deutsch:
Frauen haben ein höheres Risiko, eine sportbedingte Gehirnerschütterung zu erleiden, als Männer. Darüber hinaus ist die Beteiligung von Frauen am Sport so hoch wie nie zuvor: Allein in den USA gibt es etwa 210.000 weibliche Sportler auf College-Ebene. Obwohl neuere Erkenntnisse zeigen, dass Frauen nach einer Gehirnerschütterung schlechtere Behandlungsergebnisse erzielen, sind sie bei der Untersuchung traumatischer Hirnverletzungen nach wie unterrepräsentiert. Hormonelle, neuromuskuläre und entwicklungsbedingte Unterschiede können die Genesung nach einer Gehirnerschütterung insbesondere bei Frauen beeinflussen. Ein besseres Verständnis der anfänglichen Auswirkungen einer Gehirnerschütterung auf Frauen und der spezifischen Mechanismen, die zur Genesung beitragen, ist daher von entscheidender Bedeutung für Kliniker, um fundierte und individuelle klinische Behandlungsentscheidungen treffen zu können. Es besteht daher dringender Bedarf an einer prospektiven Studie zur Untersuchung der zugrundeliegenden strukturellen und funktionellen Unterschiede zwischen weiblichen und männlichen Sportlern nach einer Gehirnerschütterung, um eine wissenschaftliche Grundlage für eine individualisierte Behandlung von Verletzungen zu schaffen. Um diesem dringenden Bedarf gerecht zu werden, führen wir eine fünfjährige Längsschnittstudie mit 150 Collegesportlern vor: 1) weibliche und 2) männliche Athleten, die eine Gehirnerschütterung erlitten haben, sowie 3) weibliche und 4) männliche Kontrollathleten, die keine Gehirnerschütterung erlitten haben, unter Verwendung zukunftsweisender Gehirn-Bildgebung, Bewertung der klinischen Symptome sowie der neurokognitiven und motorischen Funktionen. Langfristiges Ziel dieser Forschung ist es, die Auswirkungen von sportbedingten Gehirnerschütterungen zu verstehen, einschließlich der möglichen Entwicklung von biologischen Markern für diagnostische, therapeutische und präventive Zwecke. Die spezifischen Ziele des vorliegenden Vorschlags sind: 1) geschlechtsspezifische Unterschiede bei den Hirnveränderungen und klinischen Folgen unmittelbar nach einer Gehirnerschütterung zu lokalisieren und zu charakterisieren, 2) geschlechtsspezifische Unterschiede bei der Erholung von einer Gehirnerschütterung zu bestimmen und 3) geschlechtsspezifische Risikofaktoren für unmittelbare und anhaltende Hirnveränderungen zu identifizieren. Unsere zentrale Hypothese lautet, dass weibliche Sportler ein höheres Risiko für funktionelle und strukturelle Veränderungen und folglich ein höheres Risiko für schlechtere Ergebnisse und eine längere Erholungszeit nach einer Gehirnerschütterung haben. Unsere Hypothese stützt sich auf unsere eigenen vorläufigen Daten sowie auf Daten aus der vorhandenen Literatur. Sobald wir wissen, ob und wie das weibliche Gehirn durch eine Gehirnerschütterung und die anschließende Genesung unterschiedlich beeinträchtigt wird, können wir gezieltere individuelle Behandlungsrichtlinien und eine bessere Patientenversorgung anbieten. Diese Studie wird die erste sein, die Aufschluss über die geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Gehirnstruktur und -funktion nach einer Gehirnerschütterung und während der Genesung bei College-Sportlern gibt. Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden zu künftigen Studien führen, die sich mit Prävention, Diagnose und Behandlungsstrategien bei Gehirnerschütterungen im Allgemeinen befassen.
English:
Women are at increased risk for sustaining a sports-related concussion compared to their male counterparts. Moreover, female participation in sports is at an all-time high, with around 210,000 female athletes at the college level in the US, alone. Most importantly, although recent evidence demonstrates worse outcome after concussion in female athletes, women remain understudied in investigations of traumatic brain injury. Hormonal, neuromuscular, and developmental differences may affect recovery from concussion particularly in women. A better understanding of how women are affected initially by concussion and what specific mechanisms contribute to recovery are thus critical for clinicians to make informed and individualized clinical management decisions. Thus, there is an urgent need for a prospective study to investigate the underlying brain structural and functional differences between female and male athletes following concussion in order to provide a scientific basis for individualized injury management. To address this critical need we conduct a five- year longitudinal study of 150 collegiate athletes including: 1) female and 2) male athletes who sustained a concussion along with 3) female and 4) male control athletes who have not sustained a concussion, using advanced neuroimaging, evaluation of clinical symptoms as well as neurocognitive, and motor function. The long-term goal of this research is to understand the effects of sports-related brain trauma, including the possible development of biological markers, for diagnostic, therapeutic and preventive purposes. The specific objectives of the current proposal are to: 1) localize and to characterize sex differences in brain alterations and clinical sequelae immediately after concussion, 2) determine sex differences in the recovery from concussion, and 3) identify sex specific risk factors for immediate and persistent brain alterations. Our central hypothesis is that female athletes are at higher risk for functional and structural alterations and, consequently, at higher risk for worse outcome and prolonged recovery following concussion. Our hypothesis is based on our own preliminary data, as well as based on data presented in the existing literature. The rationale underlying this proposal is that once it is known if and how the female brain is affected differently by concussion and subsequent recovery, we will be able to provide more targeted individualized management guidelines and patient care. This study will be the first to provide insight into sex differences in brain structure and function after concussion and during recovery in collegiate athletes. Results of this investigation will lead to future studies investigating prevention, diagnosis, and treatment strategies of concussion in general.
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Das Projekt wird finanziert durch das “National Institute of Neurological Disorders and Stroke” (NINDS) der “National Institutes of Health” (NIH) in den USA.
