Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training
Phase: NA
Conditions: Anterior Cruciate Ligament Injuries
Sponsor: Emory University

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 1 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Title: Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
 
NCT#: NCT04069520 
 
Date: 04/01/2024 
 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 2 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
PROTOCOL TITLE:  Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
 
PRINCIPAL INVESTIGATOR: 
Name:  Gregory D. Myer, PhD 
Department of Orthopedics 
 
 
EXTERNAL (NON‐EMORY) COLLABORATORS 
Dustin Grooms, Associate Professor, Ohio University, Physical Therapy                                                                   
 
 
VERSION:  Version 4.0; 04/01/2024 
 
FUNDING SOURCE:  
National Institutes of Health 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 3 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
 
1. Study Summary 
 
Study Title 
Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented 
Neuromuscular Training 
Study Design 
Randomized Controlled Trial 
Primary Objective 
To determine the neural mechanisms of acquisition of 
injury‐resistant movement from augmented 
neuromuscular training 
Secondary Objective(s) 
To determine the neural mechanisms for injury‐
resistant movement pattern transfer to VR‐simulated 
sport. 
Research 
Intervention(s)/Interactions 
Intervention (Augmented Neuromuscular Training) as 
described in parent study Real‐time Sensorimotor 
Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual 
Reality 
 
Study Population 
Adolescent Female Athletes 
Sample Size 
Up to 120 athletes 
Study Duration for 
individual participants 
Approximately 6 weeks‐4months (includes up to 2 
study visits)  
Study Specific 
Abbreviations/ Definitions  
Augmented Neuromuscular Training (aNMT) 
Funding Source (if any) 
National Institutes of Health 
 
2. Objectives 
The purpose of this proposal is to determine the neural mechanisms of augmented 
neuromuscular training (aNMT). 
 
The objective of the current proposal is to utilize our neuroimaging breakthroughs to identify 
the neural mechanisms responsible for neuromuscular training‐induced sensorimotor 
adaptation and transfer of injury‐resistant movement patterns to sport. Our preliminary data 
indicate that training related neural sensory integration activity supports efficient motor cortex 
activity which promotes the transfer of injury‐resistant movement patterns.26,30‐34 
 
3. Background 
Anterior cruciate ligament (ACL) injury is a common and debilitating knee injury affecting over 
350,000 children or young adults each year, drastically reducing their chances for an active and 
healthy life.1‐3 ACL injury has a substantial negative impact on individuals and society including 
direct costs up to $13 billion annually.4,5 Long‐term indirect costs far exceed that amount, as ACL 
injury is linked to accelerated development of disabling osteoarthritis within a few years after 
injury.6,7 The onset of osteoarthritis after ACL injury, combined with a 1 in 4 risk of a subsequent 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 4 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
ACL injury, has led the National Public Health Agenda for Osteoarthritis to strongly recommend 
expansion and refinement of injury prevention strategies.8,9 However, the current standard of 
care for ACL injury prevention, has not decelerated the trajectory of increased non‐contact ACL 
injury  rates  in  susceptible  female  athletes.1,10‐12  Despite  extensive  efforts,  the  efficacy  of 
neuromuscular training has not advanced with ~100 patients still requiring treatment to prevent 
a single ACL injury.10,13 Current ACL injury prevention programs can improve isolated knee joint 
injury risk mechanics (knee abduction motion & loading) during standard testing in the lab,14‐21 
but may be inadequate for the transfer of global injury‐resistant movement patterns during 
demanding functional tasks,22,23 limiting translation to sport. Limited transfer of injury‐resistant 
movement patterns likely explains how motor coordination related non‐contact ACL injuries still 
occur despite current best‐practice interventions.24 If injury prevention programs fail to induce 
adaptation and transfer to sport scenarios, injury risk will not be mitigated no matter how well 
executed  the  intervention  or  compliant  the  participants.22,23,25  A  missing  link  for  improving 
efficacy  is  a  comprehensive  understanding  of  the  neural  mechanisms  by  which  the  nervous 
system adapts and transfers injury‐resistant movement patterns to new environments (i.e., from 
the intervention to sport).26‐28  
 
Limitations in measuring brain activity associated with the sensorimotor control of dynamic lower 
extremity  movements  have  been  the  main  barrier  to  identifying  the  neural  mechanisms 
underlying  the  adaptation  and  transfer  of  injury‐resistant  movement  patterns.  We  have 
overcome this barrier by developing novel neuroimaging paradigms of functional lower extremity 
movements that engage the fundamental sensorimotor capabilities of knee position and force 
control  underpinning  injury‐resistant  movement  control.25,29  The  objective  of  the  current 
proposal  is  to  utilize  our  neuroimaging  breakthroughs  to  identify  the  neural  mechanisms 
responsible for neuromuscular training‐induced sensorimotor adaptation and transfer of injury‐
resistant movement patterns to sport. Our preliminary data indicate that training related neural 
sensory integration activity supports efficient motor cortex activity which promotes the transfer 
of injury‐resistant movement patterns.26,30‐34 
 
Summary of Prior Work 
We have successfully collected data at Cincinnati Children’s Hospital Medical Center using our 
functional knee motor tasks on healthy female participants (Study, Effects of Neuromuscular 
Training on EEG Adaptations in Young Athletes; PI Gregory Myer and Study, Novel Protection 
against Potential Brain Injury during Competitive Non‐helmeted Sport in Females; PI Gregory 
Myer). Our preliminary work demonstrated efficacy in collecting the data while minimizing head 
motion and establishing reliability across testing sessions. Head motion was limited to .23‐.43 
mm  of  absolute  motion  and  .06‐.11  mm  of  relative  head  motion  across  all  tasks.  Intraclass 
correlation coefficients demonstrated high between session reliability (ICC: .82‐.94) for primary 
motor cortex mean for all tasks (n = 13).  Participants have reported no problems with the tasks 
and the majority have returned for subsequent testing.  
 
4. Study Endpoints  
The post‐training study visit is the study’s primary endpoint. 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 5 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
5. Study Intervention/Investigational Agent 
As described in parent study “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed 
in Virtual Reality” innovative augmented neuromuscular training (aNMT) techniques will be 
used to enhance sensorimotor learning and reduce biomechanical risk factors for ACL injury. 
aNMT integrates biomechanical screening with state‐of‐the‐art augmented reality headsets to 
display real‐time feedback that maps complex biomechanical variables onto simple visual 
feedback stimuli that participants “control” via their own movements.   
 
6. Procedures Involved 
Study Design 
Enrolled participants will complete MRI testing pre‐ and post‐aNMT (which is a component of 
parent  study:  “Real‐time  Sensorimotor  Feedback  for  Injury  Prevention  Assessed  in  Virtual 
Reality”  and  is  required  to  be  completed  to  fully  participate  in  the  present  study).  All  MRI 
scanning will be performed on GE SIGNA™ Premier 3.0 Tesla MR scanners in the EMORY Sports 
Performance and Research Center (SPARC), located at the Atlanta Falcons’ Flowery Branch NFL 
headquarters and practice facility. Sedation will not be used for any of the test visits. The entire 
MRI protocol may include high resolution T1‐weighted 3D images, a 61 direction diffusion tensor 
imaging sequence, resting state fMRI, and task‐based fMRI. The task‐based fMRI will be focused 
on motor function, participants will be asked to complete lower extremity movements including 
knee  flexion  and  extension  (see  image  below)  and  a  combined  hip  and  knee  flexion  and 
extension. The MR scan will be completed in 90 minutes or less. Peripheral pulse oximetry and 
respiration waveforms may also be collected for data analysis in order to minimize the potential 
confounding effect from the physiological changes. Biomechanics data of the leg segments may 
be  collected  using  a  custom  designed  MRI  safe  motion  capture  system  .  Reflective  markers 
compatible with MRI system may be attached to the subject’s thighs and shanks using Velcro 
straps as seen in image below. A practice session of the fMRI paradigms will be completed just 
prior to scanning to allow the participant to ask any questions and be familiar with the protocol. 
 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 6 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
Study Procedures 
 
Anthropometrics   
Height and weight will be collected.  Hand and leg dominance will be asked based on the two 
questions of, which hand does the participant write with and which foot does the participant use 
to kick a ball. 
 
Questionnaires   
A series of non‐invasive questionnaires pertaining to general health history, physical activity, and 
knee  pain  may  be  administered  including  a  general  demographics  questionnaire,  the 
International  Physical  Activity  Questionnaire  short  form  (IPAQ_short),  and  the  Movement 
Imagery  Questionnaire‐3  (MIQ‐3).  The  MIQ‐3  is  a  12‐item  questionnaire  that  assesses  an 
individual’s ability to imagine four movements using: 1) Internal visual imagery 2) External visual 
imagery and 3) Kinesthetic imagery.  The MIQ‐3 can quantify motor imagery dominance for the 
athletes enrolled in the present study.  
 
Subjects may also be asked, “Have you ever been diagnosed with patellofemoral pain.” If yes, 
subjects will also complete the following knee pain questionnaires: Anterior Knee Pain Scale 
(AKPS), shortened knee pain scale, the Tampa Scale Kinesiophobia (TSK) questionnaire, and the 
International  Knee  Documentation  Committee  (IKDC)  scale.  If  subjects  answer  no,  they  will 
complete the same knee pain questionnaires, but will complete the Tampa Scale Kinesiophobia 
General (TSK‐G; used for pain free controls) instead of the TSK.  
 
All questionnaires may be administered via Redcap surveys during each study visit. 
 
Flanker Test   
Participants may also complete the Flanker Test. The flanker test is a non‐invasive, 7‐minute 
computer  based  task  that  measures  response  inhibition  by  assessing  visual‐motor 
responsiveness. Specifically, a series of stimuli (arrows) are presented that are congruent (same 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 7 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
direction) or incongruent (different) with a target stimuli (visual) that a participant must respond 
to (key press) as quickly and accurately as possible (motor response) for testing their visual‐motor 
capability. Including this test will provide an opportunity to gather prospective data regarding 
participants’  visual‐motor  capability  that  can  be  associated  with  changes  in  brain  activity 
following augmented neuromuscular training. Specifically, exploratory analyses will use these 
data as behavioral correlates (or covariates) in the neuroimaging analyses and/or for sub‐group 
analyses based on inter‐individual differences in visual‐motor capability. 
 
Trail Making Test  
Participants may also complete the Trail Making test, which is a computer/tablet based task in 
which participants connect dots as quickly as they can with minimizing errors. This task provides 
visual motor capability data to supplement that of the Flanker Test.   
 
MR imaging data Acquisition: 
Magnetic Resonance Imaging (MRI), are all based on the concept of using magnetic fields and 
radio waves to make chemical, anatomical and physiological assessments with in the living tissue. 
This technology has been utilized for diagnostic and research purposes since the early 1980s.  
 
Participants will be allowed to communicate with the MR operator via an always‐on, two‐way 
intercom at any time. In addition, the participants have a hand‐held air ball to squeeze in the 
event that they elect to be removed from the magnet immediately. The study participants have 
control  over  their  presence  in  the  magnet,  which  in  turn  tends  to  minimize  feelings  of 
claustrophobia. As magnetic resonance imaging employs the use of strong magnets, patients will 
receive  a  standard  preoperative  screening  questionnaire  regarding  the  potential  for 
ferromagnetic objects within their bodies to ensure their safety during the study. Participants 
will be screened via Emory’s Department of Radiology and Imaging Sciences standard procedures 
and forms for MRI specific contraindications such as: 
 
• 
Braces or permanent metal dental work 
• 
Insulin pump 
• 
Cardiac pacemaker 
• 
Cochlear implants 
• 
Hearing aids 
• 
Aneurysm clips 
• 
Orthopedic pins, wires, screws, or plates 
• 
Possible pregnancy 
• 
Any other exclusionary criteria as documented on the standard MRI patient screening 
forms, completed by the imaging technicians at each study visit.   
 
Testing will consist of two MRI sessions (approximately 6 weeks‐4 months apart) using the GE 
SIGNA™ Premier 3.0 Tesla MR scanners in the EMORY Sports Performance and Research Center 
(SPARC). During the acquisition of MR images, the study participants will lie on the scanner table. 
For most portions of MR acquisition, the study participants will only be instructed to lie still. For 
other  parts  of  the  acquisition,  study  participants  will  be  asked  to  complete  a  knee 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 8 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
flexion/extension task and a combined knee and hip flexion/extension movement while keeping 
the rest of their body still. Peripheral pulse oximetry and respiration waveforms may also be 
collected  for  data  analysis  in  order  to  minimize  the  potential  confounding  effect  from  the 
physiological changes. A practice session of the fMRI paradigms will be completed just prior to 
scanning to allow the participant to ask any questions and be familiar with the protocol. Each MR 
scan will be completed in 90 minutes or less.  If participants withdraw from the parent study, 
“Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality” or do not 
complete the aNMT program, they may not be eligible to complete the post‐training MRI session 
for this study. 
 
In the event that technical issues arise during an MRI and the entire scan session is not able to 
be completed, a participant may be asked to return to complete the session once the technical 
issue has been resolved. In this event, the participant will be compensated accordingly for both 
visits.  Every effort will be made to re‐schedule the appointment; however, there may not be an 
option to re‐schedule due to time constrictions or participant schedule conflicts.  If this occurs 
then the tests not administered due to technical issues will be considered as lost for analysis.   
 
If an enrolled participant sustains a lower extremity or concussion injury, she may repeat all 
tests performed at the pre‐training appointment as well as the opportunity to participate in 
longitudinal follow‐up brain fMRIs and joint specific structural imaging. The brain fMRI 
paradigms will be identical to the current protocol. All movements will be monitored for patient 
pain or discomfort and not completed if patient reports unacceptable pain. Additionally, to 
further evaluate neuroplasticity associated with injury, anatomical/structural MRI sequence 
may be completed during study visits. The structural MRI may include relevant sequences such 
as coronal proton‐density imaging, T2 mapping, T1 weighted, T1 rho. The structural MRIs may 
be repeated or captured simultaneously on the non‐injured limb for comparative purposes 
regarding the time course of healing. The additional structural MRI sequences would not last 
more ~45 minutes. 
 
7. Data and Specimen Banking  
N/A 
 
8. Sharing of Results with Participants 
Results of the study will not be directly shared with participants unless clinically 
significant abnormalities are found as outlined below.  This study will be registered as 
required on the clinicaltrials.gov website which participants can view information; such 
as results, when they are updated. 
Anatomic imaging obtained as part of this study will be reviewed by a board‐certified radiologist 
for any potentially clinically significant abnormalities according to processes outlined by Emory’s 
Department  of  Radiology  and  Imaging  Sciences.    The  Radiologist  will  notify  the participant’s 
primary care physician, participant or the participant’s parent/legal guardian (if participant is 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 9 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
under the age of 18) if we see such an incidental finding. Depending on the type of incidental 
finding, we may contact the participant by mail or by phone. The costs for any care that will be 
needed to diagnose or treat an incidental finding would not be paid for by this research study. 
 
9. Study Timelines 
Each participant will participate in two planned study visits that each may take up to 3 hours. 
Study visit one will occur as soon as possible after enrolling in IRB study “Real‐time Sensorimotor 
Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality” and study visit 2 will be completed as 
soon as possible following the conclusion of IRB study “Real‐time Sensorimotor Feedback for 
Injury  Prevention  Assessed  in  Virtual  Reality”  (approximately  6  weeks‐4  months  apart).  It  is 
expected that enrollment will take up to 2 years to complete.  Data analysis will continue for up 
to a 2 year period following the final enrollment.  
 
10. Inclusion and Exclusion Criteria 
We aim to recruit up to 120 healthy female volunteers who are enrolled in parent study “Real‐
time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”. Participants 
interested in participating in “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed 
in Virtual Reality” will be given the opportunity to also participate in this study.  As part of the 
recruitment for “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual 
Reality”, interested participants complete an online interest form, which is maintained in 
REDCap.  We have included additional questions with regard to interest in also participating in 
this study, along with pre‐screening questions which would identify interested participants who 
are potentially ineligible for this study due to contraindications of the MRI (i.e. orthodontic 
braces or other known metal in the body).  Once REDcap interest forms are submitted by 
participants/parents, those interested and eligible for this study will be contacted by our study 
team with more information.  The participants and parents/guardians (if participant is under 
the age of 18) who voluntarily agree to participate will be scheduled to complete the pre‐
participation testing.  
 
Inclusion criteria 
 Enrolled in IRB study “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention 
Assessed in Virtual Reality” 
 This can include individuals who are minors and any additional inclusion 
criteria outlined in the study “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury 
Prevention Assessed in Virtual Reality” 
 No contraindications to MRI as identified by Emory’s Department of Radiology 
and Imaging Sciences standard screening procedure/form completed by the 
imaging technicians at each study visit 
 
Exclusion criteria 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 10 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
Any contraindications to MRI as identified by Emory’s Department of Radiology 
and  Imaging  Sciences  standard  screening  procedure/form  completed  by  the 
imaging technicians at each study visit 
 
If  not  enrolled  in  IRB  Study  “Real‐time  Sensorimotor  Feedback  for  Injury 
Prevention Assessed in Virtual Reality” 
 
 
11. Vulnerable Populations 
This study is no greater than minimal risk, as the testing procedures and training intervention 
have been utilized in children/adolescents.  Both the child and the parent/legal guardian will be 
involved in the consent process prior to participation 
 
12. Local Number of Participants 
We aim to recruit up to 120 healthy female volunteers who are enrolled in parent study “Real‐
time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”. 
 
13. Recruitment Methods 
Participants interested in participating in “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury 
Prevention Assessed in Virtual Reality” will be given the opportunity to also participate in this 
study.  Potential subjects may be sent a link to an online recruitment video.  As part of this link, 
a recruitment video will be embedded on the landing page that gives more general information 
about the study and participation.  As part of the recruitment for “Real‐time Sensorimotor 
Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”, interested participants complete an 
online interest form, which is maintained in REDCap.  We have included additional questions 
with regard to interest in also participating in this study, along with pre‐screening questions 
which would identify interested participants who are potentially ineligible for this study due to 
contraindications of the MRI (i.e. orthodontic braces or other known metal in the body).  Once 
REDcap interest forms are submitted by participants/parents, those interested and eligible for 
this study will be contacted by our study team with more information.  The participants and 
parents/guardians (if participant is under the age of 18) who voluntarily agree to participate will 
be scheduled to complete the pre‐participation testing.  All recruitment documents/forms that 
will be utilized for this study have been submitted under the parent “Real‐time Sensorimotor 
Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”.   
 
Compensation 
Participants will be compensated for their time and effort in participating in this study. They will 
receive a $50 Clincard Mastercard® gift card for completing session one and a $100 Clincard 
Mastercard® gift card for completing session two.  Participation in session two (post‐training) is 
contingent upon completion of the augmented neuromuscular training program. Registration in 
the Clincard payment system requires a social security number, which will be acquired via a 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 11 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
complete W‐9 form for each participant. Participants will be compensated even if they are not 
able to complete the entire MRI session.  
 
14. Withdrawal of Participants 
Enrolled participants must also remain enrolled in parent study “Real‐time Sensorimotor 
Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”.  If a participant withdraws from 
study “Real‐time Sensorimotor Feedback for Injury Prevention Assessed in Virtual Reality”  
prior to their post‐training visit then they will no longer be eligible to complete their study visit 
and will be automatically withdrawn from this study.  Participants will be made aware of 
eligibility criteria to enroll and remain enrolled in this study during the consent process.   
If any participant decides to withdraw for their own reasons, they may do so at any time 
during the study.  We may ask the participant why they chose to withdraw from the 
study, but they are not required to provide an explanation.  Any data or information 
collected prior to withdraw, may still be used for study purposes.  Participants will be 
made aware of this information during the consent process.  They will also be made 
aware that their study participation is 100% voluntary and that they may choose to 
withdraw from the study at any time   
 
15. Risks to Participants 
MR Imaging of the Brain 
The risk the magnetic fields and the strengths, and radio waves is vanishingly small. There is a 
small chance that some patients can experience anxiety from the confined space of the magnet’s 
bore.    Another  minor  concern  when  using  magnetic  resonance  technology  is  the  noise  the 
magnet  makes  when  collecting  data.  Noise  abatement  measures  are  used;  headphones  and 
music with a selection of music options. Ferrous implants and or piercings can be affected in the 
magnetic field. Therefore, participants will be advised to remove these and or scanned with a 
metal detector to screen for such objects.  
 
Our colleague’s previous experience with MRI experiments has provided confidence that there 
should  be  no  psychological,  physical,  legal,  or  social  risks  involved  with  MRI  experiments  in 
general, though participants may be anxious about the scan, possibly causing them slight stress. 
MRI does not involve ionizing radiation and scans up to 8 T are considered as non‐significant risk. 
The risks common to all MRI scans can be described as: (1) ferromagnetic objects introduced into 
the magnetic field, (2) confinement in the scanner bore, (3) radio‐frequency (RF) heat deposition 
in tissue which is monitored by the system to conform with FDA guidelines, and (4) acoustic noise. 
These risks are addressed below: Participants are allowed to communicate with the MR operator 
via an always‐on, two‐way intercom at any time. In addition, the participants have a hand‐held 
air ball to squeeze in the event that they elect to be removed from the magnet immediately. 
Thus, the participants have control over their presence in the magnet, which in turn tends to 
minimize feelings of claustrophobia.  
 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 12 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
Anatomic imaging obtained as part of this study will be reviewed by a board‐certified radiologist 
for any potentially clinically significant abnormalities according to processes outlined by Emory’s 
Department  of  Radiology  and  Imaging  Sciences.  The  Radiologist  will  notify  the  participant’s 
primary care physician, participant or the participant’s parent/legal guardian (if participant is 
under the age of 18) if we see such an incidental finding. Depending on the type of incidental 
finding, we may contact the participant by mail or by phone. The costs for any care that will be 
needed to diagnose or treat an incidental finding would not be paid for by this research study. 
 
Data Storage 
There  is  also  a  minimal  risk  that  the  data  collected  for  each  participant  may  be  viewed  by 
individuals outside the research team. The risk that confidential data may be viewed is relevant 
for both the written forms and electronic databases. Precautions, such as password‐protected 
computers, locked cabinets and coded identification numbers, are in place to minimize this risk. 
 
Adverse Events 
If a participant believes they have sustained an injury as a result of the study then they are 
instructed to contact the principal investigator or lead coordinator who in turn will then contact 
Emory’s IRB and necessary funding institutions, as aforementioned. If a participant sustains an 
injury during testing they will be referred to the most appropriate medical facility or seek medical 
attention by the physician/medical specialist of their choice. 
 
16. Potential Benefits to Participants 
Participants of this study will not receive any direct or immediate benefits by completing 
this study. 
 
17. Compensation to Participants 
Participants will be compensated for their time and effort in participating in this study. They will 
receive a $50 Clincard Mastercard® gift card for completing session one and a $100 Clincard 
Mastercard® gift card for completing session two.  Participation in session two (post‐training) is 
contingent upon completion of the augmented neuromuscular training program. Registration in 
the Clincard payment system requires a social security number, which will be acquired via a 
complete W‐9 form for each participant. Participants will be compensated even if they are not 
able to complete the entire MRI session.  
 
 
18. Data Management and Confidentiality 
Data Analysis 
Data processing and analysis will be performed using a series of existing software including FSL 
(FMRIB’s  Diffusion  Toolbox  in  FSL  Software,  Oxford,  UK),  AFNI  (Cox,  1996)  ,  SPM  (Statistical 
Parametric Mapping analysis package, Wellcome Department of Cognitive Neurology, London, 
UK), DTIStudio (John Hopkins University, Baltimore, MD; Jiang et al., 2006), as well as additional 
customized software written in Matlab or IDL.  

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 13 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
 
Functional  fMRI  (resting  state  fMRI)  will  also  be  subjected  to  routine  image  pre‐processing 
pipeline.  Functional  connectivity  analysis  will  be  performed,  using  the  CONN  toolbox, 
http://www.nitrc.org/projects/conn/) between all brain regions that are involved in the proper 
functioning of default mode network, sensory motor network, visual network, and a series of 
other networks that are known to be strongly functionally connected during resting state.  
 
Biomechanics data will be post processed to calculate leg angle in the during biomechanics and 
VR tasks. Joint angle data will be analyzed across population to ensure uniformity in task objective 
fulfilment. All analysis will be performed using customized software in Matlab. 
 
Data Storage 
A coded identification number will be used to track all collected data. Data will be stored on 
password‐protected computers and only pertinent research personnel will have access. Data 
forms will be stored by coded identification number in a locked cabinet to which only pertinent 
research personnel have access. All data will be collected for research purposes only. Data (other 
than MRI imaging files/data) may be maintained via a REDCap database with only pertinent 
research personnel being granted access.  
 
Additional Data Analysis and Storage Information 
If additional analyses are needed necessitating data transfer to staff at Ohio University, we will 
provide secure de‐identified transfer of data for post‐processing and analysis, only. Specifically, 
neuroimaging and associated behavioral data (e.g., demographics and questionnaires) to 
support the analytics would be shared via Microsoft one drive. No identifiable information will 
be shared or removed from Emory’s secure data storage by Ohio University personnel.  Dustin 
Grooms is a Co‐Investigator on this NIH funded project and he and his personnel at Ohio 
University possess unique skillsets that align with this project specific to the neuroimaging 
analyses with functional motor tasks. 
 
19. Provisions to Monitor the Data to Ensure the Safety of Participants 
Dr. Philip Wong will serve as a study monitor for this project for any incidental findings, 
while the PI and study coordinators will be responsible for monitoring data quality and 
adverse events. The monitor will review adverse events and unanticipated events at the 
time they occur and will report his assessment of the event(s) to the PI. This research 
study involves only minimal risk for participants. 
 
20. Provisions to Protect the Privacy Interests of Participants 
The participant has the right to privacy. The investigators will protect participant privacy to the 
extent allowed by law. All facts about this study that can describe a participant’s name will be 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 14 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
kept private. Results of the study will be summarized regarding age, etc. but the investigators will 
take every precaution necessary to keep names private.  
 
To maintain the privacy information of study participants, only pertinent research personnel will 
have access to participant information. Research personnel are employees of Emory and have 
been trained in human participant’s research and HIPAA compliance. To further ensure privacy, 
all data will be analyzed and tracked using a coded identification number that does not use 
identifiable personal information. Personal information and identifiers will be securely recorded 
and filed by the administrative assistant/study coordinators. The data will be encrypted with a 
password and stored on a personal computer and backed up on a network drive. The participant 
identification code will be used on all data questionnaires. 
 
The results of this study will be kept confidential. No participant identification will be made public 
record in any form unless the participant gives his or her expressed written permission of release 
of  participant’s  name,  photograph  or  likeness  captured  on  video.  The  investigators  will  be 
available for any questions that may arise. 
 
21. Economic Burden to Participants 
N/A 
 
22. Consent Process 
A potential participant will be contacted by a study coordinator as outlined by our recruiting 
process.  Once potential participants and parents/guardians (if participants are under the age of 
18) voluntarily agree to participate they will be scheduled to  complete the pre‐participation 
testing and the process of consent can begin.  The IRB approved consent form may be sent to the 
participant/parent/guardian prior to the process of consent taking place in order to give them 
ample time to review the study.  A study coordinator will review the informed consent and the 
participant/parent/guardian will have the opportunity to ask any questions regarding the study 
and/or the study protocol. The participant/parent/guardian will be given time to decide whether 
or not they wish to participate and if so, asked to sign the informed consent. Once the signature 
is obtained, the participant/parent/guardian will be given a copy of the consent and testing will 
commence.  At  no  time  will  the  participant  be  coerced  into  participation  and  they  will  be 
reminded their participation is always 100% voluntary and that they can drop the study at any 
time.  Receiving  the  informed  consent  prior  to  enrollment  can  also  allow  the  participants  to 
review the study information prior to participating in the study. This will aid the participant to 
make an informed, unforced decision regarding election to participate in the study. 
 
We will be using a single consent form to consent and assent (if participant is under the age of 
18) the participant, the parent/guardian, and any adult participants (participant that is 18 or 
older).  The  participants  will  be  given  adequate  time  to  review  the  study  materials  and  ask 
questions. If they choose to participate, the participant and parent/guardian will sign the IRB 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 15 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
approved consent forms.  If a participant turns 18 while participating in the study, then they will 
be re‐consented as an adult as soon as possible. 
 
Due to the study only being minimal risk, only one parent/guardian is needed to sign the 
consent form for a participant that is under the age of 18.  In the event that a parent or 
guardian will not be present at the scheduled testing appointment, consent/assent forms will 
be provided ahead of time for review and the parent/guardian may be contacted by phone to 
go over the consent in its entirety prior to the participants’ study visit.  If the parent/guardian 
agrees for their child to participate then they can sign the consent form and scan/fax the form 
to a study coordinator prior to the child’s scheduled study visit or they can send the signed 
consent form with the child to the study visit.  Due to the process of consent possibly occurring 
prior to the study visit, dates on the consent form from a parent/guardian may be different 
then their child’s date of consent.  The assigned study coordinator will ensure that consents are 
always done thoroughly allowing time for questions and review and that all necessary forms 
have been signed and dated prior to any data collection. 
 
 
23. Setting 
The research activities will take place at Emory’s Sport Performance and Research Center 
(SPARC) located at the Flowery Branch facility.  The SPARC contains all of the necessary space, 
equipment, and technology for this research project.   
 
Imaging resources at SPARC include access to two ultra‐high‐performance imaging instruments 
dedicated exclusively to Sports Medicine research and clinical activities. The GE SIGNA™ Premiers 
located in SPARC, are 70‐cm, 3.0‐T systems. These magnets feature an actively shielded, zero 
boil‐off design and supports 50(X) × 50(Y) × 50(Z)cm FOV imaging. The SuperG Gradient Coil 
Technology can achieve 80mT/m amplitude & 200 T/m/s slew rate, and support 2nd order shim 
terms. Hollow, direct water cooling helps dissipate heat from the gradient coils and improves the 
duty cycle. The Premier system also features 146 receiver channels with dedicated direct digital 
A/D converters, with 2‐channel PTx architecture for MultiDrive RF shimming. AIR technology is 
employed in the RF coils, which weighs 66% lighter on the patients. The AIR technology also 
provides reliability and flexibility to patient positioning, and this technology is included in the 48‐
channel head coil, 30‐channel anterior array, and 60‐channel embedded Posterior Array. The 
system is also fully equipped with specialized coils such as Small anterior array, 16ch T/R Hand 
Wrist Array, 8ch Foot/Ankle Array, Flex Coil suite.  
  

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 16 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
Biomechanics with Imaging:  Each MRI is also outfitted with 
8 shielded cameras (7 optoelectronic marker based cameras and one monochrome reference 
video camera, supporting  marker based as well as markerless capture for enhanced tracking) for 
an MRI‐compatible 3D motion analysis system to support the aims of the current project. 
 
 
24. Resources Available 
The PI of this study will ensure that all study staff will have proper training (protocol, 
responsibilities, CITI, etc.) in order to properly perform any assigned duties and 
functions on this human subjects research study.  All other resources available for this 
study have been outlined accordingly throughout the protocol. 
Personnel Resources: 
 
Investigators from Ohio University (Grooms, Co‐PI) will be on‐site at Emory and 
assisting with MRI data collection. 
 
25. References 
 
1. 
Hootman JM, Dick R, Agel J. Epidemiology of collegiate injuries for 15 sports: 
Summary and recommendations for injury prevention initiatives. Journal of athletic 
training. 2007;42(2):311-319. 
2. 
Wojtys EM, Brower AM. Anterior cruciate ligament injuries in the prepubescent and 
adolescent athlete: clinical and research considerations. Journal of athletic training. 
2010;45(5):509-512. 
3. 
Ardern CL, Taylor NF, Feller JA, Webster KE. Fifty-five per cent return to competitive 
sport following anterior cruciate ligament reconstruction surgery: an updated systematic 
review and meta-analysis including aspects of physical functioning and contextual 
factors. British journal of sports medicine. 2014. 
4. 
Mather RC, 3rd, Koenig L, Kocher MS, et al. Societal and economic impact of anterior 
cruciate ligament tears. The Journal of bone and joint surgery American volume. 
2013;95(19):1751-1759. 
5. 
Charging and Cost for ICD-9-D-844.2, 2004-2008: Sprain/strain of cruciate ligament in 
the knee.  Pearl Diver, Inc.  
http://pearldiverinc.com/pdi/code_results.jsp?code=844.2&x=33&y=13. Accessed May 
1, 2011. 
6. 
Luc B, Gribble PA, Pietrosimone BG. Osteoarthritis prevalence following anterior 
cruciate ligament reconstruction: a systematic review and numbers-needed-to-treat 
analysis. Journal of athletic training. 2014. 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 17 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
7. 
Ajuied A, Wong F, Smith C, et al. Anterior Cruciate Ligament Injury and Radiologic 
Progression of Knee Osteoarthritis: A Systematic Review and Meta-analysis. The 
American journal of sports medicine. 2014;42(9):2242-2252. 
8. 
Paterno MV, Schmitt LC, Ford KR, et al. Biomechanical measures during landing and 
postural stability predict second anterior cruciate ligament injury after anterior cruciate 
ligament reconstruction and return to sport. The American journal of sports medicine. 
2010;38(10):1968-1978. 
9. 
Control CfD, Prevention. A national public health agenda for osteoarthritis 2010. 
Beschikbaar via: http://www cdc gov/arthritis/docs/oaagenda pdf. 2010. 
10. 
Sugimoto D, Myer GD, McKeon JM, Hewett TE. Evaluation of the effectiveness of 
neuromuscular training to reduce anterior cruciate ligament injury in female athletes: a 
critical review of relative risk reduction and numbers-needed-to-treat analyses. British 
journal of sports medicine. 2012;46(14):979-988. 
11. 
Pappas E, Shiyko MP, Ford KR, Myer GD, Hewett TE. Biomechanical Deficit Profiles 
Associated with ACL Injury Risk in Female Athletes. Med Sci Sports Exerc. 
2016;48(1):107-113. 
12. 
Sutton KM, Bullock JM. Anterior cruciate ligament rupture: differences between males 
and females. The Journal of the American Academy of Orthopaedic Surgeons. 
2013;21(1):41-50. 
13. 
Grindstaff TL, Hammill RR, Tuzson AE, Hertel J. Neuromuscular control training 
programs and noncontact anterior cruciate ligament injury rates in female athletes: a 
numbers-needed-to-treat analysis. Journal of athletic training. 2006;41(4):450-456. 
14. 
Chimera NJ, Swanik KA, Swanik CB, Straub SJ. Effects of Plyometric Training on 
Muscle-Activation Strategies and Performance in Female Athletes. Journal of athletic 
training. 2004;39(1):24-31. 
15. 
Chappell JD, Limpisvasti O. Effect of a neuromuscular training program on the kinetics 
and kinematics of jumping tasks. The American journal of sports medicine. 
2008;36(6):1081-1086. 
16. 
Lephart SM, Abt JP, Ferris CM, et al. Neuromuscular and biomechanical characteristic 
changes in high school athletes: a plyometric versus basic resistance program. British 
journal of sports medicine. 2005;39(12):932-938. 
17. 
Myer GD, Ford KR, Brent JL, Hewett TE. Differential neuromuscular training effects on 
ACL injury risk factors in "high-risk" versus "low-risk" athletes. BMC musculoskeletal 
disorders. 2007;8(39):1-7. 
18. 
Myer GD, Ford KR, McLean SG, Hewett TE. The Effects of Plyometric Versus Dynamic 
Stabilization and Balance Training on Lower Extremity Biomechanics. Am J Sport Med. 
2006;34(3):490-498. 
19. 
Myer GD, Ford KR, Palumbo JP, Hewett TE. Neuromuscular training improves 
performance and lower-extremity biomechanics in female athletes. Journal of strength 
and conditioning research / National Strength & Conditioning Association. 
2005;19(1):51-60. 
20. 
Pollard CD, Sigward SM, Ota S, Langford K, Powers CM. The influence of in-season 
injury prevention training on lower-extremity kinematics during landing in female soccer 
players. Clinical journal of sport medicine : official journal of the Canadian Academy of 
Sport Medicine. 2006;16(3):223-227. 

Neuroplastic Mechanisms Underlying Augmented Neuromuscular Training 
   
Page 18 of 18 
 
Protocol Version: Version 4; 04/01/2024 
IRB Form BIO 08102020 
21. 
Zebis MK, Bencke J, Andersen LL, et al. The effects of neuromuscular training on knee 
joint motor control during sidecutting in female elite soccer and handball players. 
Clinical journal of sport medicine : official journal of the Canadian Academy of Sport 
Medicine. 2008;18(4):329-337. 
22. 
Myer GD, Stroube BW, DiCesare CA, et al. Augmented feedback supports skill transfer 
and reduces high-risk injury landing mechanics: a double-blind, randomized controlled 
laboratory study. The American journal of sports medicine. 2013;41(3):669-677. 
23. 
Stroube BW, Myer GD, Brent JL, Ford KR, Heidt RS, Jr., Hewett TE. Effects of task-
specific augmented feedback on deficit modification during performance of the tuck-
jump exercise. Journal of sport rehabilitation. 2013;22(1):7-18. 
24. 
Sadoghi P, von Keudell A, Vavken P. Effectiveness of anterior cruciate ligament injury 
prevention training programs. The Journal of bone and joint surgery American volume. 
2012;94(9):769-776. 
25. 
Grooms DR, Kiefer AW, Riley MA, et al. Brain-Behavior Mechanisms for the Transfer 
of Neuromuscular Training Adaptions to Simulated Sport: Initial Findings from the Train 
the Brain Project. J Sport Rehabil. 2018:1-14. 
26. 
Grooms D, Appelbaum G, Onate J. Neuroplasticity following anterior cruciate ligament 
injury: a framework for visual-motor training approaches in rehabilitation. The Journal of 
orthopaedic and sports physical therapy. 2015;45(5):381-393. 
27. 
Grooms DR, Onate JA. Neuroscience Application to Noncontact Anterior Cruciate 
Ligament Injury Prevention. Sports Health: A Multidisciplinary Approach. 
2015:1941738115619164. 
28. 
Grooms DR, Myer GD. Upgraded hardware horizontal line What about the software? 
Brain updates for return to play following ACL reconstruction. British journal of sports 
medicine. 2016;51(5):418-419. 
29. 
Grooms DR, Diekfuss JA, L. H, et al. Reliability of Functional Neuroimaging for Lower 
Extremity Motor Control. Winter Conference on Brain Research; 2017; Whistler Canada. 
30. 
Gokeler A, Benjaminse A, Hewett TE, et al. Feedback techniques to target functional 
deficits following anterior cruciate ligament reconstruction: implications for motor 
control and reduction of second injury risk. Sports Med. 2013;43(11):1065-1074. 
31. 
Herman DC, Weinhold PS, Guskiewicz KM, Garrett WE, Yu B, Padua DA. The effects 
of strength training on the lower extremity biomechanics of female recreational athletes 
during a stop-jump task. The American journal of sports medicine. 2008;36(4):733-740. 
32. 
Pfeiffer RP, Shea KG, Roberts D, Grandstrand S, Bond L. Lack of effect of a knee 
ligament injury prevention program on the incidence of noncontact anterior cruciate 
ligament injury. The Journal of bone and joint surgery American volume. 
2006;88(8):1769-1774. 
33. 
Beck S, Taube W, Gruber M, Amtage F, Gollhofer A, Schubert M. Task-specific changes 
in motor evoked potentials of lower limb muscles after different training interventions. 
Brain research. 2007;1179:51-60. 
34. 
Jensen JL, Marstrand PC, Nielsen JB. Motor skill training and strength training are 
associated with different plastic changes in the central nervous system. J Appl Physiol. 
2005;99(4):1558-1568.