排除混杂因素效应后，与X射线放疗相比，接受质子治疗后的患儿在智商（高出10.6分）、思维速度（高出12.6分）和父母报告的实际功能（高出13.8分）等方面表现更好。混杂因素主要包括：患者年龄、是否接受颅脑脊髓照射和是否有脑积水等。
“孩子的大脑对辐射更为敏感。辐射会干扰大脑白质中突触的形成，从而影响大脑的正常发育。”该研究的主要作者、西北大学放射肿瘤学博士、医学博士Jeffrey Paul Gross说，“如果我们能减少大脑组织接受的辐射剂量，那么就有可能改善患者长期的认知功能。”
质子治疗使用质子（带正电的粒子），而不是常规放疗中的X射线进行治疗。质子将大部分能量（或剂量）直接集中于肿瘤，而常规放疗则难免辐射到周围组织。“考虑到辐射剂量的分布，我们一直都猜测，质子治疗相对于传统X射线治疗，会给的脑肿瘤患儿带来认知方面的益处，”高级作者、芝加哥质子治疗中心研究与教育主任、医学博士Vinai Gondi评论说，“这项研究首次为我们提供了可靠的临床证据，证明了质子治疗保护正常脑组织的重要意义。”
研究中，患儿接受了针对相应年龄的IQ、思维速度、视觉运动整合、执行功能、记忆等方面的评估和父母报告的实际功能评分。患儿诊断出脑肿瘤时的中位年龄为7岁，从治疗到其后一次评估的中位时间为4年。作者指出，虽然接受质子治疗的患者，从治疗结束到其后一次评估的中位时间较短，但仍然可以观察到质子治疗有认知益处，且有统计学意义。