Neuer Biomarker kann Vermutungen aus der Gehirnerschütterungsdiagnose herausnehmen
Das Geheimnis für die zuverlässige Diagnose von Gehirnerschütterungen könnte laut einer neuen Studie von Forschern des Auditory Neuroscience Laboratory der Northwestern University in der Fähigkeit des Gehirns liegen, Schall zu verarbeiten.
Gehirnerschütterungen, eine Art leichte traumatische Hirnverletzung, sind das Ergebnis eines direkten oder indirekten Schlags auf den Kopf, der dazu führt, dass das Gehirn im Schädel angerempelt wird. Es besteht jedoch nur ein geringer Zusammenhang zwischen der Kraft eines Aufpralls und dem Verletzungspotential.
Tatsächlich können zwei Athleten ähnliche Treffer erleiden, aber sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielen.
Derzeit muss eine Gehirnerschütterungsdiagnose nur auf Symptomen beruhen, da kein einziger Test entwickelt wurde, um sie zuverlässig und objektiv zu erkennen. In dieser neuen Studie haben die Forscher jedoch einen biologischen Marker im auditorischen System entdeckt, der die Mehrdeutigkeit bei der Diagnose von Gehirnerschütterungen und der Verfolgung der Genesung beseitigen könnte.
"Dieser Biomarker könnte das Rätselraten bei der Diagnose und dem Management von Gehirnerschütterungen erleichtern", sagte die Hauptautorin Dr. Nina Kraus, Hugh Knowles-Professorin an der School of Communication und Direktorin des Auditory Neuroscience Laboratory.
"Wir hoffen, dass diese Entdeckung es Klinikern, Eltern und Trainern ermöglicht, die Gesundheit von Sportlern besser zu verwalten, da Sport eines der besten Dinge ist, die Sie tun können."
Die Studie umfasste 40 Kinder, die wegen einer Gehirnerschütterung behandelt wurden, und eine Kontrollgruppe. Die Forscher beobachteten die Gehirnaktivität der Teilnehmer, wenn sie Hörreizen ausgesetzt waren, und entdeckten bald ein deutliches Muster in den Hörreaktionen von Kindern in der Gehirnerschütterungsgruppe im Vergleich zur Kontrollgruppe.
Das Team platzierte drei einfache Sensoren an den Köpfen der Kinder, um die Frequenz nach der Reaktion zu messen - die automatische elektrische Reaktion des Gehirns auf Schall. Mit dieser Maßnahme identifizierten sie erfolgreich 90 Prozent der Kinder mit Gehirnerschütterungen und 95 Prozent der Kinder in der Kontrollgruppe, die keine Gehirnerschütterungen hatten.
Teilnehmer mit Gehirnerschütterungen hatten eine durchschnittlich 35 Prozent geringere neuronale Reaktion auf Tonhöhe, was es den Wissenschaftlern ermöglichte, ein zuverlässiges neuronales Signaturprofil zu erstellen. Als sich die Kinder von ihren Kopfverletzungen erholten, normalisierte sich ihre Fähigkeit, die Tonhöhe zu verarbeiten, wieder.
"Um einen Klang zu verstehen, muss das Gehirn einige der rechnerisch komplexesten Aufgaben ausführen, die es ausführen kann. Deshalb ist es nicht verwunderlich, dass ein Schlag auf den Kopf diese empfindliche Maschinerie stören würde", sagte Kraus.
Was überraschend war, sagte Kraus, war die Spezifität der Ergebnisse. "Dies ist keine globale Störung der Tonverarbeitung", sagte sie. "Es ist eher so, als würde man einen einzelnen Knopf auf einem Mischpult herunterdrehen."
Laut Kraus sind die Ergebnisse ein wichtiger erster Schritt in Richtung ihres endgültigen Plans zur Entwicklung einer zuverlässigen, objektiven und benutzerfreundlichen Plattform zur Diagnose von Gehirnerschütterungen.
"Mit diesem neuen Biomarker messen wir den Standardzustand des Gehirns für die Verarbeitung von Schall und wie sich dieser infolge einer Kopfverletzung geändert hat", sagte Kraus. "Dies ist etwas, was Patienten nicht falsch melden können, Sie können es nicht vortäuschen oder Ihr Gehirn wird besser oder schlechter abschneiden."
Dr. Cynthia LaBella, Direktorin des Instituts für Sportmedizin am Ann & Robert H. Lurie Kinderkrankenhaus in Chicago und Professorin für Pädiatrie an der Feinberg School of Medicine der Northwestern University, ist Kraus 'Partner in der Forschung.
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Natur, wissenschaftliche Berichte.
Quelle: Northwestern University
