Impact d'un traumatisme crânio-cérébral léger sur l’architecture du sommeil et le transcriptome dans un modèle murin

Le traumatisme crânien léger (TCL) est l'un des troubles neurologiques les plus courants affectant la santé publique. Aussi, les troubles du sommeil sont fréquents chez les patients atteints de TCL. Les études chez les rongeurs montrent que certains marqueurs de plasticité synaptique diminuent après le TCL, ce qui pourrait nuire à la plasticité du cerveau. Nous suggérons que la perte de sommeil intensifie l'effet négatif de TCL, qui peut refléter les changements des marqueurs de plasticité synaptique ou des changements des voies physiologiques qui régulent le sommeil. En utilisant un modèle de traumatisme crânien sur crâne fermé (closed head injury), nous avons étudié la relation bidirectionnelle entre le TCL et le sommeil en évaluant les effets de TCL sur l’activité électrique du cerveau par électroencéphalographie (EEG), et ceux de la privation de sommeil (PS) sur l'expression génique post-TCL. Premièrement, l'activité EEG a été enregistrée pour voir si l'architecture du sommeil est altérée suite au TCL. Nous avons ensuite voulu tester si la PS suite TCL induit des changements dans l'expression des gènes : Arc, Homer1a, Hif1a, Bdnf, Fos et éphrines, qui ont été liés à la plasticité synaptique et à la régulation du sommeil. Nous avons également étudié l'effet de la PS post-TCL sur le génome complet dans les régions cibles (cortex et l'hippocampe). Les principaux résultats obtenus dans cette étude confirment que TCL modifie de manière significative l'activité spectrale pendant l'éveil, le sommeil Rapid Eye Movement (REM) et le sommeil non-REM dans le deuxième 24 heures post-TCL. Fait intéressant, la capacité de maintenir de longues périodes d'éveil a été altérée immédiatement après TCL (première 24h post-TCL). La dynamique de l'activité delta pendant l'éveil a été modifié par le TCL. Parallèlement à ces modifications, des changements dans l'expression des gènes ont été observés dans le cortex et l'hippocampe. Seulement Arc et EfnA3 ont montré une interaction TCL / PS et ce dans l’hippocampe, tandis que l'expression de tous les autres gènes semblait être affectée par la PS ou TCL indépendamment. Nos résultats montrent pour la première fois que le TCL induit l'expression de deux chimiokines (Ccl3 et Cxcl5) à la fois dans le cortex cérébral et l'hippocampe 2,5 jours post-TCL. Également, nous avons observé que le TCL induit une diminution de l'expression de Lgals3 et S100A8 dans le cortex, et une augmentation d’Olig2 dans l'hippocampe. Les résultats concernant les effets de la PS sur le génome complet du cortex et de l'hippocampe montrent des changements significatifs dans les gènes impliqués dans diverses fonctions physiologiques, telles que les rythmes circadiens, la réponse inflammatoire, ainsi que de l'activation des cellules gliales. En général, nos résultats précisent les changements dans la qualité de l’éveil ainsi que dans l'expression de divers gènes après TCL.

Impacts fonctionnels du traumatisme craniocérébral léger sur la vision et l'équilibre postural chez l'adulte

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) a des effets complexes sur plusieurs fonctions cérébrales, dont l’évaluation et le suivi peuvent être difficiles. Les problèmes visuels et les troubles de l’équilibre font partie des plaintes fréquemment rencontrées après un TCCL. En outre, ces problèmes peuvent continuer à affecter les personnes ayant eu un TCCL longtemps après la phase aiguë du traumatisme. Cependant, les évaluations cliniques conventionnelles de la vision et de l’équilibre ne permettent pas, la plupart du temps, d’objectiver ces symptômes, surtout lorsqu’ils s’installent durablement. De plus, il n’existe pas, à notre connaissance, d’étude longitudinale ayant étudié les déficits visuels perceptifs, en tant que tels, ni les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL, chez l’adulte. L’objectif de ce projet était donc de déterminer la nature et la durée des effets d’un tel traumatisme sur la perception visuelle et sur la stabilité posturale, en évaluant des adultes TCCL et contrôles sur une période d’un an. Les mêmes sujets, exactement, ont participé aux deux expériences, qui ont été menées les mêmes jours pour chacun des sujets. L’impact du TCCL sur la perception visuelle de réseaux sinusoïdaux définis par des attributs de premier et de second ordre a d’abord été étudié. Quinze adultes diagnostiqués TCCL ont été évalués 15 jours, 3 mois et 12 mois après leur traumatisme. Quinze adultes contrôles appariés ont été évalués à des périodes identiques. Des temps de réaction (TR) de détection de clignotement et de discrimination de direction de mouvement ont été mesurés. Les niveaux de contraste des stimuli de premier et de second ordre ont été ajustés pour qu’ils aient une visibilité comparable, et les moyennes, médianes, écarts-types (ET) et écarts interquartiles (EIQ) des TR correspondant aux bonnes réponses ont été calculés. Le niveau de symptômes a également été évalué pour le comparer aux données de TR. De façon générale, les TR des TCCL étaient plus longs et plus variables (plus grands ET et EIQ) que ceux des contrôles. De plus, les TR des TCCL étaient plus courts pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, et plus variables pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, dans la condition de discrimination de mouvement. Ces observations se sont répétées au cours des trois sessions. Le niveau de symptômes des TCCL était supérieur à celui des participants contrôles, et malgré une amélioration, cet écart est resté significatif sur la période d’un an qui a suivi le traumatisme. La seconde expérience, elle, était destinée à évaluer l’impact du TCCL sur le contrôle postural. Pour cela, nous avons mesuré l’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur et l’instabilité posturale (au moyen de la vitesse quadratique moyenne (VQM) des oscillations posturales) en position debout, les pieds joints, sur une surface ferme, dans cinq conditions différentes : les yeux fermés, et dans un tunnel virtuel tridimensionnel soit statique, soit oscillant de façon sinusoïdale dans la direction antéropostérieure à trois vitesses différentes. Des mesures d’équilibre dérivées de tests cliniques, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) et le Balance Error Scoring System (BESS) ont également été utilisées. Les participants diagnostiqués TCCL présentaient une plus grande instabilité posturale (une plus grande VQM des oscillations posturales) que les participants contrôles 2 semaines et 3 mois après le traumatisme, toutes conditions confondues. Ces troubles de l’équilibre secondaires au TCCL n’étaient plus présents un an après le traumatisme. Ces résultats suggèrent également que les déficits affectant les processus d’intégration visuelle mis en évidence dans la première expérience ont pu contribuer aux troubles de l’équilibre secondaires au TCCL. L’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur de même que les mesures dérivées des tests cliniques d’évaluation de l’équilibre (BOT-2 et BESS) ne se sont pas révélées être des mesures sensibles pour quantifier le déficit postural chez les sujets TCCL. L’association des mesures de TR à la perception des propriétés spécifiques des stimuli s’est révélée être à la fois une méthode de mesure particulièrement sensible aux anomalies visuomotrices secondaires à un TCCL, et un outil précis d’investigation des mécanismes sous-jacents à ces anomalies qui surviennent lorsque le cerveau est exposé à un traumatisme léger. De la même façon, les mesures d’instabilité posturale se sont révélées suffisamment sensibles pour permettre de mesurer les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL. Ainsi, le développement de tests de dépistage basés sur ces résultats et destinés à l’évaluation du TCCL dès ses premières étapes apparaît particulièrement intéressant. Il semble également primordial d’examiner les relations entre de tels déficits et la réalisation d’activités de la vie quotidienne, telles que les activités scolaires, professionnelles ou sportives, pour déterminer les impacts fonctionnels que peuvent avoir ces troubles des fonctions visuomotrice et du contrôle de l’équilibre.

Impacts fonctionnels du traumatisme craniocérébral léger sur la vision et l'équilibre postural chez l'adulte

Le traumatisme craniocérébral léger (TCCL) a des effets complexes sur plusieurs fonctions cérébrales, dont l’évaluation et le suivi peuvent être difficiles. Les problèmes visuels et les troubles de l’équilibre font partie des plaintes fréquemment rencontrées après un TCCL. En outre, ces problèmes peuvent continuer à affecter les personnes ayant eu un TCCL longtemps après la phase aiguë du traumatisme. Cependant, les évaluations cliniques conventionnelles de la vision et de l’équilibre ne permettent pas, la plupart du temps, d’objectiver ces symptômes, surtout lorsqu’ils s’installent durablement. De plus, il n’existe pas, à notre connaissance, d’étude longitudinale ayant étudié les déficits visuels perceptifs, en tant que tels, ni les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL, chez l’adulte. L’objectif de ce projet était donc de déterminer la nature et la durée des effets d’un tel traumatisme sur la perception visuelle et sur la stabilité posturale, en évaluant des adultes TCCL et contrôles sur une période d’un an. Les mêmes sujets, exactement, ont participé aux deux expériences, qui ont été menées les mêmes jours pour chacun des sujets. L’impact du TCCL sur la perception visuelle de réseaux sinusoïdaux définis par des attributs de premier et de second ordre a d’abord été étudié. Quinze adultes diagnostiqués TCCL ont été évalués 15 jours, 3 mois et 12 mois après leur traumatisme. Quinze adultes contrôles appariés ont été évalués à des périodes identiques. Des temps de réaction (TR) de détection de clignotement et de discrimination de direction de mouvement ont été mesurés. Les niveaux de contraste des stimuli de premier et de second ordre ont été ajustés pour qu’ils aient une visibilité comparable, et les moyennes, médianes, écarts-types (ET) et écarts interquartiles (EIQ) des TR correspondant aux bonnes réponses ont été calculés. Le niveau de symptômes a également été évalué pour le comparer aux données de TR. De façon générale, les TR des TCCL étaient plus longs et plus variables (plus grands ET et EIQ) que ceux des contrôles. De plus, les TR des TCCL étaient plus courts pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, et plus variables pour les stimuli de premier ordre que pour ceux de second ordre, dans la condition de discrimination de mouvement. Ces observations se sont répétées au cours des trois sessions. Le niveau de symptômes des TCCL était supérieur à celui des participants contrôles, et malgré une amélioration, cet écart est resté significatif sur la période d’un an qui a suivi le traumatisme. La seconde expérience, elle, était destinée à évaluer l’impact du TCCL sur le contrôle postural. Pour cela, nous avons mesuré l’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur et l’instabilité posturale (au moyen de la vitesse quadratique moyenne (VQM) des oscillations posturales) en position debout, les pieds joints, sur une surface ferme, dans cinq conditions différentes : les yeux fermés, et dans un tunnel virtuel tridimensionnel soit statique, soit oscillant de façon sinusoïdale dans la direction antéropostérieure à trois vitesses différentes. Des mesures d’équilibre dérivées de tests cliniques, le Bruininks-Oseretsky Test of Motor Proficiency 2nd edition (BOT-2) et le Balance Error Scoring System (BESS) ont également été utilisées. Les participants diagnostiqués TCCL présentaient une plus grande instabilité posturale (une plus grande VQM des oscillations posturales) que les participants contrôles 2 semaines et 3 mois après le traumatisme, toutes conditions confondues. Ces troubles de l’équilibre secondaires au TCCL n’étaient plus présents un an après le traumatisme. Ces résultats suggèrent également que les déficits affectant les processus d’intégration visuelle mis en évidence dans la première expérience ont pu contribuer aux troubles de l’équilibre secondaires au TCCL. L’amplitude d’oscillation posturale dans l’axe antéropostérieur de même que les mesures dérivées des tests cliniques d’évaluation de l’équilibre (BOT-2 et BESS) ne se sont pas révélées être des mesures sensibles pour quantifier le déficit postural chez les sujets TCCL. L’association des mesures de TR à la perception des propriétés spécifiques des stimuli s’est révélée être à la fois une méthode de mesure particulièrement sensible aux anomalies visuomotrices secondaires à un TCCL, et un outil précis d’investigation des mécanismes sous-jacents à ces anomalies qui surviennent lorsque le cerveau est exposé à un traumatisme léger. De la même façon, les mesures d’instabilité posturale se sont révélées suffisamment sensibles pour permettre de mesurer les troubles de l’équilibre secondaires à un TCCL. Ainsi, le développement de tests de dépistage basés sur ces résultats et destinés à l’évaluation du TCCL dès ses premières étapes apparaît particulièrement intéressant. Il semble également primordial d’examiner les relations entre de tels déficits et la réalisation d’activités de la vie quotidienne, telles que les activités scolaires, professionnelles ou sportives, pour déterminer les impacts fonctionnels que peuvent avoir ces troubles des fonctions visuomotrice et du contrôle de l’équilibre.

Marqueurs électrophysiologiques des dysfonctions attentionnelles et de leur récupération suite à un traumatisme craniocérébral léger

L’objectif principal de cette thèse était d’obtenir, via l’électrophysiologie cognitive, des indices de fonctionnement post-traumatisme craniocérébral léger (TCCL) pour différents niveaux de traitement de l’information, soit l’attention sélective, les processus décisionnels visuoattentionnels et les processus associés à l’exécution d’une réponse volontaire. L’hypothèse centrale était que les mécanismes de production des lésions de même que la pathophysiologie caractérisant le TCCL engendrent des dysfonctions visuoattentionnelles, du moins pendant la période aiguë suivant le TCCL (i.e. entre 1 et 3 mois post-accident), telles que mesurées à l’aide d’un nouveau paradigme électrophysiologique conçu à cet effet. Cette thèse présente deux articles qui décrivent le travail effectué afin de rencontrer ces objectifs et ainsi vérifier les hypothèses émises. Le premier article présente la démarche réalisée afin de créer une nouvelle tâche d’attention visuospatiale permettant d’obtenir les indices électrophysiologiques (amplitude, latence) et comportementaux (temps de réaction) liés aux processus de traitement visuel et attentionnel précoce (P1, N1, N2-nogo, P2, Ptc) à l’attention visuelle sélective (N2pc, SPCN) et aux processus décisionnels (P3b, P3a) chez un groupe de participants sains (i.e. sans atteinte neurologique). Le deuxième article présente l’étude des effets persistants d’un TCCL sur les fonctions visuoattentionelles via l’obtention des indices électrophysiologiques ciblés (amplitude, latence) et de données comportementales (temps de réaction à la tâche et résultats aux tests neuropsychologiques) chez deux cohortes d’individus TCCL symptomatiques, l’une en phase subaigüe (3 premiers mois post-accident), l’autre en phase chronique (6 mois à 1 an post-accident), en comparaison à un groupe de participants témoins sains. Les résultats des articles présentés dans cette thèse montrent qu’il a été possible de créer une tâche simple qui permet d’étudier de façon rapide et peu coûteuse les différents niveaux de traitement de l’information impliqués dans le déploiement de l’attention visuospatiale. Par la suite, l’utilisation de cette tâche auprès d’individus atteints d’un TCCL testés en phase sub-aiguë ou en phase chronique a permis d’objectiver des profils d’atteintes et de récupération différentiels pour chacune des composantes étudiées. En effet, alors que les composantes associées au traitement précoce de l’information visuelle (P1, N1, N2) étaient intactes, certaines composantes attentionnelles (P2) et cognitivo-attentionnelles (P3a, P3b) étaient altérées, suggérant une dysfonction au niveau des dynamiques spatio-temporelles de l’attention, de l’orientation de l’attention et de la mémoire de travail, à court et/ou à long terme après le TCCL, ceci en présence de déficits neuropsychologiques en phase subaiguë surtout et d’une symptomatologie post-TCCL persistante. Cette thèse souligne l’importance de développer des outils diagnostics sensibles et exhaustifs permettant d’objectiver les divers processus et sous-processus cognitifs susceptible d’être atteints après un TCCL.

Marqueurs électrophysiologiques des dysfonctions attentionnelles et de leur récupération suite à un traumatisme craniocérébral léger

L’objectif principal de cette thèse était d’obtenir, via l’électrophysiologie cognitive, des indices de fonctionnement post-traumatisme craniocérébral léger (TCCL) pour différents niveaux de traitement de l’information, soit l’attention sélective, les processus décisionnels visuoattentionnels et les processus associés à l’exécution d’une réponse volontaire. L’hypothèse centrale était que les mécanismes de production des lésions de même que la pathophysiologie caractérisant le TCCL engendrent des dysfonctions visuoattentionnelles, du moins pendant la période aiguë suivant le TCCL (i.e. entre 1 et 3 mois post-accident), telles que mesurées à l’aide d’un nouveau paradigme électrophysiologique conçu à cet effet. Cette thèse présente deux articles qui décrivent le travail effectué afin de rencontrer ces objectifs et ainsi vérifier les hypothèses émises. Le premier article présente la démarche réalisée afin de créer une nouvelle tâche d’attention visuospatiale permettant d’obtenir les indices électrophysiologiques (amplitude, latence) et comportementaux (temps de réaction) liés aux processus de traitement visuel et attentionnel précoce (P1, N1, N2-nogo, P2, Ptc) à l’attention visuelle sélective (N2pc, SPCN) et aux processus décisionnels (P3b, P3a) chez un groupe de participants sains (i.e. sans atteinte neurologique). Le deuxième article présente l’étude des effets persistants d’un TCCL sur les fonctions visuoattentionelles via l’obtention des indices électrophysiologiques ciblés (amplitude, latence) et de données comportementales (temps de réaction à la tâche et résultats aux tests neuropsychologiques) chez deux cohortes d’individus TCCL symptomatiques, l’une en phase subaigüe (3 premiers mois post-accident), l’autre en phase chronique (6 mois à 1 an post-accident), en comparaison à un groupe de participants témoins sains. Les résultats des articles présentés dans cette thèse montrent qu’il a été possible de créer une tâche simple qui permet d’étudier de façon rapide et peu coûteuse les différents niveaux de traitement de l’information impliqués dans le déploiement de l’attention visuospatiale. Par la suite, l’utilisation de cette tâche auprès d’individus atteints d’un TCCL testés en phase sub-aiguë ou en phase chronique a permis d’objectiver des profils d’atteintes et de récupération différentiels pour chacune des composantes étudiées. En effet, alors que les composantes associées au traitement précoce de l’information visuelle (P1, N1, N2) étaient intactes, certaines composantes attentionnelles (P2) et cognitivo-attentionnelles (P3a, P3b) étaient altérées, suggérant une dysfonction au niveau des dynamiques spatio-temporelles de l’attention, de l’orientation de l’attention et de la mémoire de travail, à court et/ou à long terme après le TCCL, ceci en présence de déficits neuropsychologiques en phase subaiguë surtout et d’une symptomatologie post-TCCL persistante. Cette thèse souligne l’importance de développer des outils diagnostics sensibles et exhaustifs permettant d’objectiver les divers processus et sous-processus cognitifs susceptible d’être atteints après un TCCL.

Technological aids for the rehabilitation of memory and executive functioning in children and adolescents with acquired brain injury (Review).

Background The use of technology in healthcare settings is on the increase and may represent a cost-effective means of delivering rehabilitation. Reductions in treatment time, and delivery in the home, are also thought to be benefits of this approach. Children and adolescents with brain injury often experience deficits in memory and executive functioning that can negatively affect their school work, social lives, and future occupations. Effective interventions that can be delivered at home, without the need for high-cost clinical involvement, could provide a means to address a current lack of provision. We have systematically reviewed studies examining the effects of technology-based interventions for the rehabilitation of deficits in memory and executive functioning in children and adolescents with acquired brain injury. Objectives To assess the effects of technology-based interventions compared to placebo intervention, no treatment, or other types of intervention, on the executive functioning and memory of children and adolescents with acquired brain injury. Search methods We ran the search on the 30 September 2015. We searched the Cochrane Injuries Group Specialised Register, the Cochrane Central Register of Controlled Trials (CENTRAL), Ovid MEDLINE(R), Ovid MEDLINE(R) In-Process & Other Non-Indexed Citations, Ovid MEDLINE(R) Daily and Ovid OLDMEDLINE(R), EMBASE Classic + EMBASE (OvidSP), ISI Web of Science (SCI-EXPANDED, SSCI, CPCI-S, and CPSI-SSH), CINAHL Plus (EBSCO), two other databases, and clinical trials registers. We also searched the internet, screened reference lists, and contacted authors of included studies. Selection criteria Randomised controlled trials comparing the use of a technological aid for the rehabilitation of children and adolescents with memory or executive-functioning deficits with placebo, no treatment, or another intervention. Data collection and analysis Two review authors independently reviewed titles and abstracts identified by the search strategy. Following retrieval of full-text manuscripts, two review authors independently performed data extraction and assessed the risk of bias. Main results Four studies (involving 206 participants) met the inclusion criteria for this review. Three studies, involving 194 participants, assessed the effects of online interventions to target executive functioning (that is monitoring and changing behaviour, problem solving, planning, etc.). These studies, which were all conducted by the same research team, compared online interventions against a 'placebo' (participants were given internet resources on brain injury). The interventions were delivered in the family home with additional support or training, or both, from a psychologist or doctoral student. The fourth study investigated the use of a computer program to target memory in addition to components of executive functioning (that is attention, organisation, and problem solving). No information on the study setting was provided, however a speech-language pathologist, teacher, or occupational therapist accompanied participants. Two studies assessed adolescents and young adults with mild to severe traumatic brain injury (TBI), while the remaining two studies assessed children and adolescents with moderate to severe TBI. Risk of bias We assessed the risk of selection bias as low for three studies and unclear for one study. Allocation bias was high in two studies, unclear in one study, and low in one study. Only one study (n = 120) was able to conceal allocation from participants, therefore overall selection bias was assessed as high. One study took steps to conceal assessors from allocation (low risk of detection bias), while the other three did not do so (high risk of detection bias). Primary outcome 1: Executive functioning: Technology-based intervention versus placebo Results from meta-analysis of three studies (n = 194) comparing online interventions with a placebo for children and adolescents with TBI, favoured the intervention immediately post-treatment (standardised mean difference (SMD) -0.37, 95% confidence interval (CI) -0.66 to -0.09; P = 0.62; I2 = 0%). (As there is no 'gold standard' measure in the field, we have not translated the SMD back to any particular scale.) This result is thought to represent only a small to medium effect size (using Cohen’s rule of thumb, where 0.2 is a small effect, 0.5 a medium one, and 0.8 or above is a large effect); this is unlikely to have a clinically important effect on the participant. The fourth study (n = 12) reported differences between the intervention and control groups on problem solving (an important component of executive functioning). No means or standard deviations were presented for this outcome, therefore an effect size could not be calculated. The quality of evidence for this outcome according to GRADE was very low. This means future research is highly likely to change the estimate of effect. Primary outcome 2: Memory One small study (n = 12) reported a statistically significant difference in improvement in sentence recall between the intervention and control group following an eight-week remediation programme. No means or standard deviations were presented for this outcome, therefore an effect size could not be calculated. Secondary outcomes Two studies (n = 158) reported on anxiety/depression as measured by the Child Behavior Checklist (CBCL) and were included in a meta-analysis. We found no evidence of an effect with the intervention (mean difference -5.59, 95% CI -11.46 to 0.28; I2 = 53%). The GRADE quality of evidence for this outcome was very low, meaning future research is likely to change the estimate of effect. A single study sought to record adverse events and reported none. Two studies reported on use of the intervention (range 0 to 13 and 1 to 24 sessions). One study reported on social functioning/social competence and found no effect. The included studies reported no data for other secondary outcomes (that is quality of life and academic achievement). Authors' conclusions This review provides low-quality evidence for the use of technology-based interventions in the rehabilitation of executive functions and memory for children and adolescents with TBI. As all of the included studies contained relatively small numbers of participants (12 to 120), our findings should be interpreted with caution. The involvement of a clinician or therapist, rather than use of the technology, may have led to the success of these interventions. Future research should seek to replicate these findings with larger samples, in other regions, using ecologically valid outcome measures, and reduced clinician involvement.

Controversies of prophylactic hypothermia and the emerging use of brain tissue oxygen tension monitoring and decompressive craniectomy in traumatic brain-injured children

Background Despite being the leading cause of death and disability in the paediatric population, traumatic brain injury (TBI) in this group is largely understudied. Clinical practice within the paediatric intensive care unit (PICU) has been based upon adult guidelines however children are significantly different in terms of mechanism, pathophysiology and consequence of injury. Aim To review TBI management in the PICU and gain insight into potential management strategies. Method To conduct this review, a literature search was conducted using MEDLINE, PUBMED and The Cochrane Library using the following key words; traumatic brain injury; paediatric; hypothermia. There were no date restrictions applied to ensure that past studies, whose principles remain current were not excluded. Results Three areas were identified from the literature search and will be discussed against current acknowledged treatment strategies: Prophylactic hypothermia, brain tissue oxygen tension monitoring and decompressive craniectomy. Conclusion Previous literature has failed to fully address paediatric specific management protocols and we therefore have little evidence-based guidance. This review has shown that there is an emerging and ongoing trend towards paediatric specific TBI research in particular the area of moderate prophylactic hypothermia (MPH).

Validity of accelerometry for measurement of activity in people with brain injury

Purpose To evaluate the validity of a uniaxial accelerometer (MTI Actigraph) for measuring physical activity in people with acquired brain injury (ABI) using portable indirect calorimetry (Cosmed K4b(2)) as a criterion measure. Methods Fourteen people with ABI and related gait pattern impairment (age 32 +/- 8 yr) wore an MTI Actigraph that measured activity (counts(.)min-(1)) and a Cosmed K4b(2) that measured oxygen consumption (mL(.)kg(-1.)min(-1)) during four activities: quiet sitting (QS) and comfortable paced (CP), brisk paced (BP), and fast paced (FP) walking. MET levels were predicted from Actigraph counts using a published equation and compared with Cosmed measures. Predicted METs for each of the 56 activity bouts (14 participants X 4 bouts) were classified (light, moderate, vigorous, or very vigorous intensity) and compared with Cosmed-based classifications. Results Repeated-measures ANOVA indicated that walking condition intensities were significantly different (P < 0.05) and the Actigraph detected the differences. Overall correlation between measured and predicted METs was positive, moderate, and significant (r = 0.74). Mean predicted METs were not significantly different from measured for CP and BP, but for FP walking, predicted METs were significantly less than measured (P < 0.05). The Actigraph correctly classified intensity for 76.8% of all activity bouts and 91.5% of light- and moderate-intensity bouts. Conclusions Actigraph counts provide a valid index of activity across the intensities investigated in this study. For light to moderate activity, Actigraph-based estimates of METs are acceptable for group-level analysis and are a valid means of classifying activity intensity. The Actigraph significantly underestimated higher intensity activity, although, in practice, this limitation will have minimal impact on activity measurement of most community-dwelling people with ABI.

Investigation of Blast Wave Propagation: Correlating External Pressures to Brain Injury Predictors

Blast-induced Traumatic Brain Injury (bTBI) is the signature injury of the Iraq and Afghanistan wars; however, current understanding of bTBI is insufficient. In this study, novel analysis methods were developed to investigate correlations between external pressures and brain injury predictors. Experiments and simulations were performed to analyze placement of helmet-mounted pressure sensors. A 2D Finite Element model of a helmeted head cross-section was loaded with a blast wave. Pressure time-histories for nodes on the inner and outer surfaces of the helmet were cross-correlated to those inside the brain. Parallel physical experiments were carried out with a helmeted headform, pressure sensors, and pressure chamber. These analysis methods can potentially lead to better helmet designs and earlier detection and treatment of bTBI.

Resilience and Individualized Community Integration Interventions for Persons with Traumatic Brain Injuries

Investigators, caregivers, administrators and service users in the field of rehabilitation are increasingly interested in the concept of resilience, but the literature has very little to offer on interventions aimed at supporting the resilience of persons and their loved ones. This article describes the Personnalized Accompagnement Community Integration (ICII), which is intended to support the resilience of persons with moderate to severe traumatic brain injuries (TBIs). An ICII implementation is currently underway and is expected to support social participation and stimulate the resilience of persons with TBIs. It is based on four frames of reference: community integration founded on the person’s perception of their community integration, the ecosystemic model, the handicap production process (HPP) model, and the goal-setting process. ICII adopts an intervention perspective centered on the life plan of the person with a TBI.

Douleur, affectivité, personnalité et fonctionnement attentionnel suite à un traumatisme craniocérébral léger

L’objectif principal de la présente thèse est d’étudier la nature multifactorielle des difficultés attentionnelles que présentent les personnes ayant subi un traumatisme craniocérébral léger (TCCL). Plus spécifiquement, nous avons voulu cerner l’impact des symptômes de douleur, ainsi que de facteurs émotifs et de personnalité, sur le fonctionnement attentionnel de personnes ayant eu un TCCL. Afin d’atteindre cet objectif, cette thèse présente trois articles. Dans le premier article, l’impact cognitif/neuropsychologique de la douleur chronique (DC) et de ses variables psychologiques concomitantes a été examiné par le biais d’une recension des écrits. Le deuxième article présente une étude expérimentale portant sur les relations entre des variables liées à la douleur et à l’affectivité, et le fonctionnement attentionnel de personnes ayant subi un TCCL étant à différents stades de récupération, comparativement à un groupe témoin normal. Enfin, un troisième article décrit une étude expérimentale qui a été menée afin d’explorer les associations entre certains facteurs de personnalité (neuroticisme, extraversion) et l’efficacité attentionnelle chez des participants normaux, ainsi que chez des personnes ayant subi un TCCL. Les résultats des articles présentés dans cette thèse démontrent que le TCCL en soi peut nuire au fonctionnement attentionnel, puisque des déficits de l’attention peuvent être observés sur des tâches neuropsychologiques qui mesurent les temps de réaction avec précision. Des variables concomitantes au TCCL peuvent aussi avoir un impact négatif sur l’attention sélective; la présence de symptômes de douleur nuit à la performance sur des tâches d’attention et certains traits de personnalité sont associés à l’efficacité attentionnelle ou aux symptômes post-commotionnels. Cette thèse montre donc que divers facteurs peuvent contribuer aux difficultés d’attention des personnes ayant subi un TCCL. Le neuropsychologue devrait utiliser des tâches sensibles aux atteintes, parfois plus subtiles, que présentent les personnes ayant eu un TCCL lorsqu’il tente de comprendre les difficultés attentionnelles de cette clientèle. De plus, les variables associées à la douleur et certains traits de personnalité devraient être systématiquement évalués lors de l’examen neuropsychologique post-TCCL.

The effect of a perceptual cognitive task on exercise performance: the dual-task condition after brain injury

Objective: To examine the effect of additional cognitive demand on cycling performance in individuals with acquired brain injury (ABI). Design: Prospective observational study. Setting: Rivermead Rehabilitation Centre. Participants: Ten individuals with ABI ( 7 men, 3 women) ( traumatic brain injury 7, tumour 1, stroke 2) and 10 healthy controls ( 6 men, 4 women). Intervention: Individuals were asked to maintain a set cadence during a three-stage incremental cycling test in both single-task ( no additional task) and dual-task ( whilst performing an additional cognitive task) conditions. Results: The ABI group showed a slight slowing in cadence in stages 1 and 3 of the graded exercise test from the single-to the dual-task condition, although this was not significant ( p less than or equal to 0.05). The control group showed no slowing of cadence at any incremental stage. When directly comparing the ABI with the control group, the change in cadence observed in dual-task conditions was only significantly different in stage 3 ( p less than or equal to 0.05). Conclusions: Clinicians should be aware of the possibility that giving additional cognitive tasks ( such as monitoring exercise intensity) while individuals with acquired brain injury are performing exercises may detrimentally affect performance. The effect may be more marked when the individuals are performing exercise at higher intensities.

Do we really need 24-h observation for patients with minimal brain injury and small intracranial bleeding? The Bernese Trauma Unit Protocol

Traumatic brain injury is one of the most common reasons for admission to hospital emergency departments. However, optimal diagnosis and treatment protocols remain controversial. The aim of this study is to assess whether a specific group of patients can be discharged from the hospital without 24-h neurological observation.

Influence of oxygen therapy on glucose-lactate metabolism after diffuse brain injury

OBJECT: Severe traumatic brain injury (TBI) imposes a huge metabolic load on brain tissue, which can be summarized initially as a state of hypermetabolism and hyperglycolysis. In experiments O2 consumption has been shown to increase early after trauma, especially in the presence of high lactate levels and forced O2 availability. In recent clinical studies the effect of increasing O2 availability on brain metabolism has been analyzed. By their nature, however, clinical trauma models suffer from a heterogeneous injury distribution. The aim of this study was to analyze, in a standardized diffuse brain injury model, the effect of increasing the fraction of inspired O2 on brain glucose and lactate levels, and to compare this effect with the metabolism of the noninjured sham-operated brain. METHODS: A diffuse severe TBI model developed by Foda and Maramarou, et al., in which a 420-g weight is dropped from a height of 2 m was used in this study. Forty-one male Wistar rats each weighing approximately 300 g were included. Anesthesized rats were monitored by placing a femoral arterial line for blood pressure and blood was drawn for a blood gas analysis. Two time periods were defined: Period A was defined as preinjury and Period B as postinjury. During Period B two levels of fraction of inspired oxygen (FiO2) were studied: air (FiO2 0.21) and oxygen (FiO2 1). Four groups were studied including sham-operated animals: air-air-sham (AAS); air-O2-sham (AOS); air-air-trauma (AAT); and air-O2-trauma (AOT). In six rats the effect of increasing the FiO2 on serum glucose and lactate was analyzed. During Period B lactate values in the brain determined using microdialysis were significantly lower (p < 0.05) in the AOT group than in the AAT group and glucose values in the brain determined using microdialysis were significantly higher (p < 0.04). No differences were demonstrated in the other groups. Increasing the FiO2 had no significant effect on the serum levels of glucose and lactate. CONCLUSIONS: Increasing the FiO2 influences dialysate glucose and lactate levels in injured brain tissue. Using an FiO2 of 1 influences brain metabolism in such a way that lactate is significantly reduced and glucose significantly increased. No changes in dialysate glucose and lactate values were found in the noninjured brain.

Modern approaches to pediatric brain injury therapy.

Each year, pediatric traumatic brain injury (TBI) accounts for 435,000 emergency department visits, 37,000 hospital admissions, and approximately 2,500 deaths in the United States. TBI results in immediate injury from direct mechanical force and shear. Secondary injury results from the release of biochemical or inflammatory factors that alter the loco-regional milieu in the acute, subacute, and delayed intervals after a mechanical insult. Preliminary preclinical and clinical research is underway to evaluate the benefit from progenitor cell therapeutics, hypertonic saline infusion, and controlled hypothermia. However, all phase III clinical trials investigating pharmacologic monotherapy for TBI have shown no benefit. A recent National Institutes of Health consensus statement recommends research into multimodality treatments for TBI. This article will review the complex pathophysiology of TBI as well as the possible therapeutic mechanisms of progenitor cell transplantation, hypertonic saline infusion, and controlled hypothermia for possible utilization in multimodality clinical trials.