Sports-related concussion in youth is a major public health issue. Evaluating the diffuse and often subtle changes in structure and function that occur in the brain, particularly in this population, remains a significant challenge. The goal of this pilot study was to evaluate the relationship between the intrinsic dynamics of the brain using resting-state functional magnetic resonance imaging (rs-fMRI) and relate these findings to structural brain correlates from diffusion tensor imaging in a group of adolescents with sports-related concussions ( n = 6) and a group of healthy adolescent athletes ( n = 6). We analyzed rs-fMRI data using a sliding windows approach and related the functional findings to structural brain correlates by applying graph theory analysis to the diffusion tensor imaging data. Within the resting-state condition, we extracted three separate brain states in both groups. Our analysis revealed that the brain dynamics in healthy adolescents was characterized by a dynamic pattern, shifting equally between three brain states; however, in adolescents with concussion, the pattern was more static with a longer time spent in one brain state. Importantly, this lack of dynamic flexibility in the concussed group was associated with increased nodal strength in the left middle frontal gyrus, suggesting reorganization in a region related to attention. This preliminary report shows that both the intrinsic brain dynamics and structural organization are altered in networks related to attention in adolescents with concussion. This first report in adolescents will be used to inform future studies in a larger cohort.

中文翻译：

---

陷入注意力不集中的状态？功能性超连通性作为脑震荡青少年内在大脑动态受干扰的指标：一项初步研究。

青年中与体育有关的脑震荡是主要的公共卫生问题。评估大脑，特别是该人群中大脑中结构和功能的弥漫性变化，通常是微妙的变化，仍然是一项重大挑战。这项初步研究的目的是使用静止状态功能磁共振成像（rs-fMRI）评估大脑内在动力学之间的关系，并将这些发现与一组运动青少年的扩散张量成像中的大脑结构相关相关性脑震荡（n = 6）和一组健康的青少年运动员（n = 6）。我们使用滑动窗口方法分析了rs-fMRI数据，并通过将图论分析应用于扩散张量成像数据，将功能性发现与大脑结构相关。在静止状态下，我们在两组中提取了三个独立的大脑状态。我们的分析显示，健康青少年的大脑动力学特征是一种动态模式，在三种大脑状态之间均等地移动。然而，在患有脑震荡的青少年中，这种模式更加静态，并且在一种大脑状态下花费的时间更长。重要的是，脑震荡组缺乏动态柔韧性与左中额额回中的结节强度增加有关，提示在注意力相关区域的重组。这份初步报告显示，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了变化。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。我们的分析显示，健康青少年的大脑动力学特征是一种动态模式，在三种大脑状态之间均等地移动。然而，在患有脑震荡的青少年中，这种模式更加静态，并且在一种大脑状态下花费的时间更长。重要的是，脑震荡组缺乏动态柔韧性与左中额额回中的结节强度增加有关，提示在注意力相关区域的重组。这份初步报告显示，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了变化。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。我们的分析显示，健康青少年的大脑动力学特征是一种动态模式，在三种大脑状态之间均等地移动。然而，在患有脑震荡的青少年中，这种模式更加静态，并且在一种大脑状态下花费的时间更长。重要的是，脑震荡组缺乏动态柔韧性与左中额额回中的结节强度增加有关，提示在注意力相关区域的重组。这份初步报告显示，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了变化。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。在三种大脑状态之间平均转换；然而，在患有脑震荡的青少年中，这种模式更加静态，并且在一种大脑状态下花费的时间更长。重要的是，脑震荡组缺乏动态柔韧性与左中额额回中的结节强度增加有关，提示在注意力相关区域的重组。这份初步报告表明，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了改变。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。在三种大脑状态之间平均转换；然而，在患有脑震荡的青少年中，这种模式更加静态，并且在一种大脑状态下花费的时间更长。重要的是，脑震荡组缺乏动态柔韧性与左中额额回中的结节强度增加有关，提示在注意力相关区域的重组。这份初步报告显示，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了变化。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。脑震荡组缺乏动态灵活性，这与左中额额回中的结节强度增加有关，表明与注意力有关的区域发生了重组。这份初步报告显示，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了变化。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。脑震荡组缺乏动态灵活性，这与左中额额回中的结节强度增加有关，表明与注意力有关的区域发生了重组。这份初步报告显示，与脑震荡青少年相关的网络中固有的大脑动力学和结构组织均发生了变化。青少年的第一份报告将用于更大范围的人群的未来研究。