Features of cognitive impairments in different mechanisms of mild traumatic brain injury: a literature review

Abstract

In wartime, a significant number of military personnel and civilians experience mild traumatic brain injuries, which negatively affect their quality of life, social adaptation, and recovery rates. Functional limitations caused by mild traumatic brain injuries impact cognitive, motor, communicative, and social domains. This review aims to explore the impact of mild traumatic brain injury on the development of cognitive dysfunctions through a biblio-systematic analysis of scientific literature. The study utilizes data from PubMed, Scopus, and Web of Science to investigate the effects of mild traumatic brain injury on cognitive impairments. The article analyzes various mechanisms of mild traumatic brain injuries and their impact on cognitive functions. It characterizes the types of cognitive and behavioral impairments resulting from mild traumatic brain injuries, such as decreased attention, memory deficits, impaired executive functions, and reduced processing speed. Special attention is given to blast-induced trauma, which amplifies the consequences of mild traumatic brain injuries through the primary effects of the blast wave. The literature analysis identified pathophysiological mechanisms, including metabolic cascades, structural brain damage, and neurotransmitter imbalances. A decrease in prefrontal cortex activity and disruptions in connectivity with other brain regions were observed. The study found that recovery dynamics in mild traumatic brain injuries patients vary depending on factors such as age, recurrent injuries, and psychological conditions. Comorbidities like depression, sleep disturbances, and chronic pain can exacerbate recovery outcomes, while the level of education serves as an important predictor of cognitive recovery. The effectiveness of diagnosis and rehabilitation during wartime relies on the implementation of a comprehensive approach, including screening tests, neuroimaging methods, and rehabilitation programs. The article provides an in-depth review of tests for memory, attention, and executive functions, such as the Psychomotor Vigilance Test, Rey Auditory Verbal Learning Test, and Stroop Test, as well as modern gamified rehabilitation programs like FitMi Home Therapy Program and ImPACT, which combine physical and cognitive exercises. Future research should focus on the development and improvement of methods for monitoring the condition of patients after mild traumatic brain injury, as well as the creation and adaptation of cognitive testing scales and programs for Ukraine. The primary aim is to enhance the quality of life of military personnel, facilitate their social adaptation, accelerate recovery after injury, and develop individualized rehabilitation programs.

В умовах війни значна кількість військовослужбовців та цивільних осіб зазнають легкої закритої черепно-мозкової травми, що негативно впливає на якість життя, соціальну адаптацію та швидкість відновлення. Функціональні обмеження, спричинені легкою закритою черепно-мозковою травмою, впливають на когнітивну, рухову, комунікаційну та соціальну сфери. Метою даного огляду є дослідження впливу легкої закритої черепно-мозкової травми на розвиток когнітивних порушень шляхом проведення бібліосистематичного огляду наукової літератури в базах даних PubMed, Scopus та Web of Science щодо впливу легкої закритої черепномозкової травми на розвиток когнітивних порушень. У статті проаналізовано різні механізми виникнення легкої закритої черепно-мозкової травми та їхній вплив на когнітивні функції. Охарактеризовано види когнітивних та поведінкових порушень, що виникають внаслідок легкої закритої черепно-мозкової травми, зокрема зниження уваги, порушення пам'яті, виконавчих функцій та швидкості розумових процесів. Особливу увагу приділено ролі мінно-вибухової травми, яка підсилює наслідки легкої закритої черепно-мозкової травми шляхом первинного впливу вибухової хвилі. Під час аналізу літературних джерел встановлено, що патофізіологічні механізми включають метаболічний каскад, структурні пошкодження мозку та дисбаланс нейротрансмітерів. Спостерігається зниження активності префронтальної кори, порушення зв'язків між нею та іншими ділянками мозку. Визначено, що пацієнти із легкою закритою черепно-мозковою травмою мають різну динаміку відновлення, яка залежить від супутніх факторів, таких як вік, повторні травми та психологічний стан. Супутні стани, такі як депресія, порушення сну та хронічний біль, можуть погіршувати результати відновлення, а рівень освіти є важливим предиктором когнітивного відновлення. Ефективність діагностики та реабілітації під час війни залежить від застосування комплексного підходу, який включає використання скринінгових тестів, нейровізуалізаційних методів та реабілітаційних програм. В статті детально розглянуті тести на пам’ять, увагу та виконавчі функції, зокрема Psychomotor Vigilance Test, Rey Auditory Verbal Learning Test та Stroop Test, а також сучасні гейміфіковані реабілітаційні програми, такі як FitMi Home Therapy Program та ImPACT, які поєднують фізичні та когнітивні вправи. Подальші дослідження мають бути спрямовані на розробку та вдосконалення моніторингу стану пацієнтів після легкої закритої черепномозкової травми, адаптацію шкал, програм когнітивного тестування для України з метою покращення якості життя військовослужбовців, поліпшення їх соціальної адаптації та прискорення відновлення після травми.