Ocular impairment in pediatric mild traumatic brain injury

• Main Author: Sheppard-Jones, Nicolas
• Other Authors: Alain Ptito (Internal/Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2014
• Subjects: Biology - Neuroscience
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=121355

Mild Traumatic Brain Injuries (mTBI) and concussions are complex injuries with high incidence rates in children and adolescents. There currently exists no 'gold standard' for the diagnosis of concussions, and detection and monitoring are made challenging by highly variable clinical presentations. There is growing evidence that mTBI is associated with oculomotor impairment in adults, and that this type of deficit may serve as a marker for the injury. The literature indicates the question has never been addressed in pediatric mTBI. The research presented here sought to address this knowledge gap by first evaluating smooth pursuit and fixational eye movement integrity in a cohort of children and adolescents suffering from mTBI, and then comparing their performances to control participants not having sustained a head injury. The research yielded mixed findings. On the one hand, we found that fixational eye movements are not impaired in pediatric mTBI; measures of fixational eye movement integrity were comparable across groups. On the other hand, selective deficits in smooth pursuit eye movements were found. Synchronization of eye movement with target motion was significantly poorer for mTBI patients. Their abilities to trace target trajectory accurately and to match target velocity, however, were not found to be impaired. It remains unclear whether the observed deficits were caused by disrupted function of the smooth pursuit system proper, by damage to areas that modulate smooth pursuit through top-down influence, or by a combination of both. These preliminary results suggest that select smooth pursuit paradigms could play a role for diagnosing pediatric mTBI, and reinforce the need for further studies in this novel area of research. === Les Traumatismes Crâniens Légers (TCL) et les commotions cérébrales sont des blessures complexes auxquelles les enfants et les adolescents sont particulièrement à risque. Il n'existe pas actuellement d'outil objectif pour le diagnostic et le monitorage de ces blessures, qui sont difficiles à gérer en raison de la grande hétérogénéité clinique qui les caractérise. Un nombre grandissant d'études indique que les TCL peuvent engendrer une dysfonction au niveau des mouvements oculaires chez les adultes, et que ces troubles visuels pourraient servir de marqueurs efficaces pour la détection. La question n'a jamais été posée chez les enfants. Ce projet tente d'apporter une réponse préliminaire, d'abord en évaluant l'intégrité des Mouvements de Poursuite Visuelle (MPV) et de fixation chez des enfants et adolescents atteints d'un TCL, puis en comparant leur performance à celle de sujets contrôles n'ayant pas subi de blessure à la tête. Les résultats obtenus sont mixtes. Aucune dysfonction au niveau des mouvements de fixation n'a été décelée; toutes les mesures utilisées pour évaluer les capacités de fixation étaient comparables par groupe. En revanche, des troubles sélectifs ont été détectés au niveau des MPV. Les patients atteints de TCL éprouvaient en moyenne plus de difficulté à synchroniser le mouvement de leurs yeux avec le mouvement d'une cible. La précision et la vélocité du mouvement ne semblaient pas toutefois affectées. Les résultats ne permettent pas de trancher sur la nature exacte du trouble observé, ce dernier pouvant être causé à la fois par une dysfonction au niveau des circuits visuo-moteurs propre, et par une dysfonction au niveau de structures de plus haut niveau modulant les MPV. Ces résultats préliminaires indiquent que l'évaluation des MPV pourrait contribuer au diagnostic et au monitorage de TCL pédiatriques, et renforcent le besoin d'investigations additionnelles dans ce domaine.