Jaarlijks worden miljoenen mensen getroffen door een traumatisch hersenletsel en hoewel dit in 70-80% van de gevallen slechts een mild letsel (mTBI) is, kan het leiden tot cognitieve moeilijkheden zoals vermindering in aandacht en geheugenproblemen. Een grote uitdaging blijft het vaststellen van deze milde letsels aangezien de conventionele beeldvormingsmethoden zoals computertomografie of magnetische resonantie beeldvorming (MR) maar een gelimiteerde sensitiviteit hebben voor deze kleine, verspreide en subtiele letsels. Hierdoor vergrootte de interesse in diffusie gewogen MR beeldvorming, een techniek die gevoeliger is voor microstructurele veranderingen. In deze thesis gingen we na of meer recent ontwikkelde diffusie modellen een meerwaarde kunnen bieden om microstructurele veranderingen ten gevolge van een mTBI te evalueren. De verschillende modellen werden bovendien gevalideerd met immunohistochemie om de specificiteit te onderzoeken. We toonden aan dat de geavanceerdere diffusie modellen sensitief zijn om microstructurele veranderingen op te volgen en konden gelinkt worden aan de onderliggende biologische processen. Tot slot werd de invloed van cognitieve training op het herstelproces geëvalueerd en demonstreerden we dat training het potentieel heeft om het secundaire ziekteproces positief te beïnvloeden. Deze resultaten tonen dus aan dat diffusie MR beeldvorming een waardevolle beeldvormingsmethode is om microstructurele veranderingen in de hersenen na een mTBI te evalueren en het informatie kan aanleveren over de verbeteringen ten gevolge van cognitieve rehabilitatie.