RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Allan M. Aumen*1, Kelly J. Oberg*1, Susan M. Mingils2, Cecelia B. Berkner3, Brian L. Tracy3, Jaclyn A. Stephens1,2
1Molecular Cellular and Integrative Neuroscience Program,Colorado State University, 2Dept. of Occupational Therapy,Colorado State University, 3Dept. of Health and Exercise Science,Colorado State University
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
قمنا بتطوير الشاشة المهمة المزدوجة الأصلية (DTS) كإجراء محمول ومنخفض التكلفة يمكنه تقييم الرياضيين الذين يعانون من إصابة خفيفة في الدماغ تسبب الرياضة. قمنا بمراجعة DTS الأصلي للاستخدام السريري في المستقبل ووضعنا نسخة متوافقة مع التصوير العصبي من DTS لقياس الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية وثنائية.
نماذج مهمة مزدوجة في وقت واحد تقييم القدرات الحركية والمعرفية, وأنها يمكن الكشف عن خفية, الإعاقات المتبقية في الرياضيين الذين يعانون من إصابات الدماغ الرضية خفيفة مؤخرا (mTBI). ومع ذلك، ركزت نماذج المهام المزدوجة السابقة فقط على مهارات الطرف السفلي واعتمدت على معدات مختبرية مرهقة ومكلفة - مما يحد من قدرتها العملية في تقييم mTBI اليومي. بعد ذلك، قمنا بتطوير شاشة المهام المزدوجة (DTS)، والتي تستغرق < 10 دقائق لإدارة وتسجيل، وتستخدم معدات محمولة منخفضة التكلفة، وتشمل المهام الفرعية الطرف السفلي (LE) والأطراف العليا (UE). وكان الغرض من هذه المخطوطة شقين. أولاً، نحن نُصف بروتوكول إدارة DTS المنقحة، والتي قمنا بتنقيحها لمعالجة قيود DTS الأصلي. وعلى وجه التحديد، شملت التنقيحات إضافات للأجهزة الذكية للحصول على بيانات مشية أكثر تفصيلاً وإدراج ظروف إدراكية واحدة لاختبار الأداء المعرفي المعطل في ظل ظروف المهام المزدوجة. الأهم من ذلك، DTS المنقحة هو مقياس مخصص للاستخدام السريري في المستقبل، ونحن نقدم نتائج تمثيلية من ثلاثة رياضيين الذكور لتوضيح نوع البيانات السريرية التي يمكن الحصول عليها من هذا التدبير. الأهم من ذلك، لدينا حتى الآن لتقييم حساسية وخصوصية DTS المنقحة في الرياضيين مع mTBI، وهي مبادرة البحث المقبل. الغرض الثاني من هذه المخطوطة هو وصف نسخة متوافقة مع التصوير العصبي من DTS. لقد طورنا هذا الإصدار حتى نتمكن من تقييم الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية و المزدوجة ، لفهم تجريبي أفضل للعجز السلوكي المرتبط بالمتBI. وهكذا، تصف هذه المخطوطة أيضا الخطوات التي اتخذناها لتمكين إجراء قياس متزامنة للطيفية الوظيفية القريبة من الأشعة تحت الحمراء (fNIRS) خلال نظام DTS، إلى جانب كيفية حصولنا على معالجة المستوى الأول لبيانات الـ fNIRS وأكملناها.
في كل عام، 42 مليون شخص في جميع أنحاء العالم يعانون من إصابات الدماغ الرضحية خفيفة (mTBIs)1. على الرغم من أن مرة واحدة تعتبر حميدة، تشير الأبحاث الجديدة إلى أن mTBIs، ولا سيما تكرار mTBIs، يمكن أن تثير عواقب سلبية دائمة، مثل الاضطرابات الجسدية والمعرفية والنوم2،3،4. وفي وقت لاحق، يسعى الباحثون والأطباء إلى تحسين التقييمات وطرق العلاج لفهم ومعالجة mTBI.
حتى الآن، أفضل الممارسات لتقييم mTBI تشمل الأعراض المبلغ عنها ذاتيا والقياس الموضوعي للدالة العصبية الحركيةوالحركية 5. ومع ذلك, بعض الأفراد, مثل الرياضيين على مستوى جماعية تنافسية, ومن المعروف أن نقص التقارير الأعراض المتعلقة mTBI6, الحد من فائدة تقارير الأعراض. إن مقاييس الوظائف العصبية والحركية الموضوعية لها أيضاً حدود، بما في ذلك ضعف موثوقية الاختبار، والاعتماد على اختبار خط الأساس، أو صعوبة غير كافية للرياضيين عالية الأداء7و8و9. ومع ذلك، نماذج مهمة مزدوجة - التي في وقت واحد تقييم القدرات الحركية والمعرفية - يمكن الكشف عن ضعف خفية، المتبقية، ويمكن أن تكون مفيدة بشكل خاص لتقييم الرياضيين عالية الأداء10،11،12،13،14.
وقد أدرجت البحوث السابقة باستخدام نماذج مهمة مزدوجة في كثير من الأحيان مرهقة، معدات مختبر مكلفة، مثل نظم التقاط الحركة14،لتقييم الرياضيين عالية الأداء. في حين أن هذه الأنظمة يمكن أن تقيس بدقة الإعاقات الحركية الدقيقة ، فهي غير عملية للاستخدام في تقييم mTBI اليومي بسبب ارتفاع تكلفة المعدات ، ومحدودية قابلية النقل ، وأوقات الإدارة الطويلة (أي ≥ 45 دقيقة لكل فرد). وعلاوة على ذلك، ركزت العديد من الدراسات السابقة نموذج مهمة مزدوجة فقط على الجزء السفلي من الجسم أو مهارات الطرف السفلي، مثل التوازن أو مشية11،12،13،14. يمكن القول، وظيفة الطرف العلوي والتنسيق بين اليد والعين مهم أيضا للرياضيين عالية الأداء في العديد من الألعاب الرياضية. وهكذا، قمنا بتطوير شاشة المهام المزدوجة (DTS)، وهو مقياس مختصر تم تصميمه ليدار ويسجل في < 10 دقائق مع أدوات محمولة ومنخفضة التكلفة. وشملت هذه DTS الأصلي الطرف السفلي (جنيه) والأطراف العليا (UE) المهمة الفرعية، التي قيمت سرعة المشي (باستخدام ساعة توقيت) والتنسيق بين اليد والعين في ظل ظروف مهمة المحرك المزدوج واحد15.
في دراسة الجدوى الأولى، أكملت 32 من المشاركات المراهقات الأصحاء الدراسة الصحية للنساء المراهقات. وقد صممت هذه الدراسة لإثبات أن DTS يمكن أن تثير تكاليف محرك المهمة المزدوجة، كما هو مبين من قبل انخفاض أداء المحركات أثناء المهام المزدوجة مقابل ظروف المحرك واحد. كما سعينا إلى إثبات أن DTS يمكن أن تدار وسجل في أقل من 10 دقيقة. وجدنا أن جميع المشاركين لديهم ضعف الأداء الآلي المزدوج للمهم على الأقل مهمة فرعية واحدة. بالإضافة إلى ذلك، كنا قادرين على إدارة DTS في متوسط 5.63 دقيقة ويسجل الاختبار في 2-3 دقيقة15.
وعلى الرغم من نجاح دراسة الجدوى الأولى، فقد تم الكشف عن بعض القيود. وأبرزها، تم قياس سرعة المشي مع ساعات التوقف، والتي هي عرضة للخطأ البشري الطبيعي. لذلك، في DTS المنقحة استخدمنا الأجهزة الذكية مع المدمج في التسارع(جدول المواد)على كل الكاحل. حافظت هذه الإضافة على استخدام الأجهزة المحمولة منخفضة التكلفة مع توفير مقاييس متطورة لسرعة المشية ، والعدد الإجمالي للخطوات ، ومتوسط طول الخطوة ، ومتوسط مدة الخطوة ، وتقلب مدة الخطوة. وكان هناك قيد آخر من DTS الأصلي عدم وجود شروط معرفية واحدة، والتي حالت دون تقييم التكاليف المعرفية المهمة المزدوجة. يتم تعريف التكاليف المعرفية المهمة المزدوجة كما ضعف الأداء المعرفي خلال المهمة المزدوجة مقابل حالة إدراكية واحدة. في وقت لاحق، لكل من المهام الفرعية LE و UE، أضفنا حالة إدراكية واحدة (موضح في البروتوكول).
بالإضافة إلى وضع مقياس للاستخدام السريري في المستقبل، أحد أهداف الفريق على المدى الطويل هو تقييم الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية ومزدوجة في الرياضيين الأصحاء وعلى النقيض من تلك النتائج للرياضيين الذين يعانون من mTBI الناجمة عن الرياضة. وهكذا، أنشأنا إصدار متوافق مع التصوير العصبي من DTS. نحن نسعى لتحديد ما إذا كان يمكن تعديل DTS بنجاح للاستخدام مع قياس الطيفي شبه الأشعة تحت الحمراء (fNIRS) وظيفية متزامنة ، ونحن نستخدم جهاز fNIRS المحمول مصممة خصيصا لاستيعاب حركة المحرك الإجمالي عن طريق الحد من تأثير التحف الحركة. علاوة على ذلك، هذا الجهاز لديه أكبر قدر من تغطية الرأس، على حد علمنا، للأجهزة النقالة التي تتوفر حاليا لأغراض البحث (جدول المواد).
وباختصار، فإن بروتوكول الدراسة مصمم للقيام بما يلي:
تمت الموافقة على جميع إجراءات الدراسة من قبل مجلس المراجعة المؤسسية (IRB) في جامعة ولاية كولورادو، وقدم جميع المشاركين البالغين موافقة خطية مستنيرة قبل إكمال أي إجراءات دراسية. وقد قدم الوالدان موافقة خطية عن علم من قبل المشاركين دون سن 18، كما قدم المشاركون القاصرون موافقة خطية قبل استكمال أي إجراءات دراسية.
1. شاشة مهمة مزدوجة منقحة (DTS)
2. العصبية متوافق مع شاشة المهمة المزدوجة (DTS)
المشاركون
وتم تعيين مشاركين من فرق المدارس الثانوية المحلية والفرق الرياضية بين الجامعات والنادي باستخدام النشرات الإعلانية. وكان من المطلوب أن تتراوح أعمار المشاركين بين 15 و 22 عاما وأن يشاركوا بانتظام في أنشطة رياضية منظمة للاتصال. وشملت الرياضات الاتصال جميع الألعاب الرياضية حيث الاتصال البدني مع زملائه أو المعارضين ضروري أثناء اللعب الروتيني. وكان على المشاركين أيضا أن يكون لديهم رؤية عادية أو مصححة والسمع، وليس لها تاريخ من الظروف العصبية أو النفسية، وليس لها تاريخ من إصابات الدماغ الرضية المعتدلة أو الشديدة، حسب التقرير الذاتي.
أدرجنا بيانات من ثلاثة من المشاركين الرياضيين الذكور الأصحاء (متوسط العمر: 18.0 ± 2.65 سنة.) لتوضيح نوع البيانات السريرية التي يمكن الحصول عليها من DTS المنقحة. سيتم تضمين البيانات من الرياضيين الأصحاء والرياضيات الذين يتم الاتصال بها في منشور آخر لا يركز على الطرق بشكل صارم.
تحليل البيانات لـ DTS المنقحة
ونظرا لضآلة عدد المشاركين المدرجين في النتائج التمثيلية، لم تكتمل التحاليل الإحصائية الرسمية. ومع ذلك، بالنسبة لكل مشارك، تم مقارنة الأداء في حالة المهمة المزدوجة بالأداء في المحرك الواحد والظروف المعرفية الفردية. انظر أدناه للحصول على وصف لمقاييس الأداء على كل من المهام الفرعية.
مقاييس الأداء على المهام الفرعية LE
تم تحديد أداء حالة المحرك الواحد حسب سرعة المشي (m/s) والعدد الإجمالي للخطوات ومتوسط طول الخطوة (m) ومتوسط مدة الخطوة (s) وتغيّر مدة الخطوة (SD). تم الحصول على هذه البيانات مع مقاييس التسارع المدمجة على الأجهزة الذكية التي قمنا بلصقها على كاحلي المشاركين. تم قياس أداء حالة إدراكية واحدة من خلال العدد الإجمالي للكلمات المنتجة دون تكرار، ممثلة ككلمات/ق لمراعاة المبلغ المتنوع للوقت المخصص لهذه التجربة. وشاهد مساعدان باحثان مدربان شريط فيديو للحالة المعرفية الوحيدة وكان مطلوبا منهما التوصل إلى توافق في الآراء بشأن العدد الإجمالي للكلمات المنتجة. وأخيراً، تم قياس أداء حالة المهمة المزدوجة بواسطة سرعة المشي (m/s)، والعدد الإجمالي للخطوات، ومتوسط طول الخطوة (m)، ومتوسط مدة الخطوة (s)، ومتوسط مدة الخطوة المتغيرة (SD)، والعدد الإجمالي للكلمات المنتجة بدون تكرار، والتي يتم تمثيلها ككلمات/ثانية. وشاهد مساعدان باحثان مدربان شريط فيديو عن حالة المهمة المزدوجة، وكان مطلوبا منهما التوصل إلى توافق في الآراء بشأن العدد الإجمالي للكلمات المنتجة.
تكاليف المهام المزدوجة على المهمة الفرعية LE
لكل مشارك، تكلفة محرك مهمة مزدوجة ستكون ممثلة التغييرات التالية في خصائص المشي أثناء حالة المهمة المزدوجة مقارنة بحالة المحرك الواحد: سرعة مشية أبطأ، عدد أكبر من الخطوات الإجمالية، متوسط طول خطوة أصغر، أطول متوسط مدة الخطوة، وتقلبات أكبر مدة الخطوة. لاحظنا أن جميع المشاركين الذكور الثلاثة لديهم تكلفة محركة مزدوجة على LE Subtask. على وجه التحديد، رأينا سرعة المشي أبطأ، أطول متوسط مدة الخطوة، وتقلب أكبر في مدة الخطوة خلال المزدوج، مقارنة بمهام حالة واحدة. انظر الشكل 1A. وعلى النقيض من ذلك، لم يظهر اثنان من ثلاثة مشاركين أي تغييرات في عدد الخطوات الكلية أو متوسط طول الخطوة بين ظروف المحرك الواحد وتختلف المهام المزدوجة؛ انظر الشكل 1A.
لكل مشارك، تكلفة إدراكية مزدوجة المهمة ستكون ممثلة بعدد أقل من الكلمات التي يتم إنشاؤها في حالة المهمة المزدوجة مقارنة بعدد الكلمات التي تم إنشاؤها في حالة المهمة الإدراكية الواحدة. لاحظنا التكاليف الإدراكية للمهمة المزدوجة في اثنين من ثلاثة مشاركين. وبوجه خاص، قام هؤلاء المشاركون بإنشاء كلمات أقل أثناء شرط المهمة المزدوجة مقارنةً بشرط المهمة الفردية؛ انظر الشكل 1B.
مقاييس الأداء على UE Subtask
تم قياس أداء حالة المحرك الواحد حسب العدد الإجمالي للمصيد الناجح. وشاهد مساعدان باحثان مدربان شريط فيديو لحالة المحرك الواحد، وكان مطلوباهما للتوصل إلى توافق في الآراء بشأن العدد الإجمالي للمصيد الناجح. تم قياس أداء حالة إدراكية واحدة من خلال العدد الإجمالي للطرح الصحيح. وشاهد مساعدان باحثان مدربان شريط فيديو للحالة المعرفية الوحيدة وكان مطلوباً منهما التوصل إلى توافق في الآراء بشأن العدد الإجمالي للطرح الصحيح. لم تكن أخطاء الطرح تراكمية (أي" 100، 92، 85..." سيتم تسجيلها كخطأ واحد و طرح واحد صحيح). وأخيراً، تم قياس أداء حالة المهام المزدوجة حسب العدد الإجمالي للمصيد الناجح والعدد الإجمالي للطرح الصحيح. ومرة أخرى، شاهد مساعدان باحثان مدربان شريط فيديو للحالة المعرفية الوحيدة وكان مطلوباً منهما التوصل إلى توافق في الآراء بشأن العدد الإجمالي للمصيد الناجح والطرح الصحيح.
تكلفة المهمة المزدوجة على المهمة الفرعية UE
وبالنسبة لكل مشارك، فإن تكلفة محرك المهام المزدوجة ستمثلها كميات أقل من المصيد الناجح خلال حالة المهمة المزدوجة مقارنة بعدد المصيد الناجح الذي يتم أثناء حالة المحرك الواحد. وجدنا أن جميع المشاركين الثلاثة الذكور لديهم تكلفة محرك مهمة مزدوجة. وعلى وجه التحديد، كان لديهم كميات أقل من الكميات المصيدة الناجحة خلال حالة المهمة المزدوجة مقارنة بحالة المحرك الواحد؛ انظر الشكل 2A.
تكلفة إدراكية مزدوجة مهمة سيتم تمثيلها من قبل أقل الطرح الصحيح شرط المهمة المزدوجة مقارنة بعدد الطرح الصحيح الذي تم أثناء شرط المهمة مفردة. لاحظنا التكاليف الإدراكية للمهمة المزدوجة في اثنين من ثلاثة مشاركين. وبوجه خاص، كان لديهم عدد أقل من عمليات الطرح الصحيحة أثناء شرط المهمة المزدوجة مقارنة بشرط المهمة الفردية؛ انظر الشكل 2B.
تحليل البيانات لـ DTS متوافق مع التصوير العصبي
مواصفات جهاز fNIRS
استخدمنا نظام اطياف وظيفية متحركة بالقرب من الأشعة تحت الحمراء (fNIRS)(جدول المواد). يحتوي النظام على 32 جهازًا optodes إجماليًا ، و 16 مصدرًا LED و 16 كاشفًا ، وجهاز استحواذ لاسلكي يرتديه المشاركون على ظهورهم. هذا الجهاز مجهز بشكل فريد لاستيعاب الحركة الحركية الإجمالية ، ولديه (على حد علمنا) أكبر قدر من تغطية الرأس لنظام الهاتف المحمول. باستخدام fNIRS قمنا بتقييم نشاط الدماغ عبر الاستجابة الديناميكية الدموية باستخدام مؤشرات الهيموجلوبين المؤكسج (HbO) خلال DTS متوافق مع التصوير العصبي.
fNIRS رئيس التحقيق
وشمل المسبار الرئيسي 30 أوبتودي (15 مصدراً LED و15 كاشفاً) وضعت على رأس المشارك باستخدام غطاء fNIRS مع أصحاب optode المدمجين. قمنا بقياس HbO عن طريق وضع مصادر LED وأجهزة الكشف في القشرة الحركية اليمنى واليمنية ومنطقتين أساسيتين من شبكة الجبهة الأمامية16، اليمنى PFC و PPC ، والتي حددناها مع نظام 10-2017؛ انظر الشكل 3. تضيء مصادر LED ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة في المناطق القشرية السطحية ، تلتقط الكاشفات الضوء المنكسر ، مما يسمح لنا بحساب قيم HbO في كل قناة ، أو تقاطع المصدر والمكشاف. بالإضافة إلى ذلك، ونحن تشمل ثمانية كاشفات فصل قصيرة، والتي تقيس قذف فروة الرأس، وهو متغير إزعاج التي سيتم التراجع من البيانات fNIRS الخام18،19.
تصميم كتلة لاقتناء fNIRS
تم تحويل كل من المهام الفرعية LE و UE إلى تصميم كتلة. بدأت كل من المهام الفرعية وانتهت بفترة راحة 60 s يجلس للحصول على النشاط الديناميكية الدموية الأساسية. وتبعت بقية كتل 15 عشوائية (5 كتل حالة المحرك واحد، 5 كتل حالة إدراكية واحدة، و 5 كتل حالة مهمة مزدوجة) التي كانت 30 s في المدة، مجموع 7.5 دقيقة من مجموع جمع البيانات لكل مهمة فرعية. وبين كل من كتل الشروط الخمسة عشر، كان هناك فاصل زمني متغيّر للراحة يتراوح بين 6 و8 ق تقريباً للسماح لاستجابة المشاركين الهدّامية بالعودة إلى خط الأساس؛ انظر الشكل 4.
FNIRS خفض البيانات وتحليل المستوى الأول (موضوع واحد) : يتم تحميل البيانات الأولية fNIRS في لغة البرمجة الملكية وبيئة الحوسبة الرقمية(جدول المواد). وتوصف القنوات التي تم إنشاؤها مع أجهزة الكشف عن الفصل قصيرة للتراجع في وقت لاحق. القيم التحفيزية الافتراضية، التي تم إنشاؤها بواسطة برنامج عرض التحفيز، تتم إعادة تسمية لتحديد كتل DTS (على سبيل المثال، محرك واحد، ومعرفي واحد، ومحرك مزدوج). بعد ذلك، يتم تعيين معلمات مدة التحفيز إلى 30 ثانية لجميع كتل DTS و 60 ثانية لفترات الراحة. ثم يتم إكمال المعالجة الأساسية باستخدام خطوات من صندوق أدوات غير مملوك متوافق مع بيئة الحوسبة الرقمية. تتضمن هذه الخطوات حساب الكثافة البصرية ثم إعادة حساب قيم الكثافة البصرية التي يتم منحها بيانات من قنوات الفصل القصيرة20. المقبل، يتم تحويل الكثافة البصرية إلى قيم الهيموغلوبين (الهيموجلوبين ديوكسيجيند، الهيموغلوبين المؤكسج، والهيموغلوبين الكلي) باستخدام تعديل قانون لامبرتالبيرة 21. بعد التحويل، يتم تشغيل خوارزمية نموذج autoregressive، والتي تتضمن الانحدار من بيانات قناة الفصل قصيرة. يتم تعيين معلمات خوارزمية التسجيل التلقائي لمتابعة نموذج22الكنسي. وأخيراً، يمكن تصور البيانات الفردية باستخدام تناقضات الحالة (على سبيل المثال، ثنائي مقابل واحد)؛ انظر الشكل 5.

الشكل 1: أداء المهام الفرعية LE أثناء ظروف المهام الفردية مقابل المهام المزدوجة. (أ)كان لدى المشاركين الثلاثة سرعة مشي أبطأ، ومتوسط مدة خطوة أطول، وتغيّر أكبر في مدة الخطوة أثناء حالة المهمة المزدوجة مقارنة بشرط المهمة الواحدة، والذي يمثل تكلفة محرك مهمة مزدوجة على المهمة الفرعية UE. لم يُظهر اثنان من ثلاثة مشاركين أي تغييرات في عدد الخطوات الإجمالية أو متوسط طول الخطوة بين شروط المهمة المزدوجة و الوحيدة. (ب)اثنين من ثلاثة مشاركين توليد كلمات أقل أثناء شرط المهمة المزدوجة مقارنة بحالة المهمة الواحدة، والذي يمثل تكلفة إدراكية مزدوجة المهمة على المهمة الفرعية LE. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: UE Sub tasks الأداء أثناء شروط المهمة الفردية مقابل المزدوجة. (أ)كان لدى المشاركين الثلاثة كميات أقل من المصيد الناجح أثناء حالة المهمة المزدوجة مقارنة بحالة المهمة الواحدة، والتي تمثل تكلفة محرك المهام المزدوجة في المهمة الفرعية UE. (B) كان لدى اثنين من ثلاثة مشاركين عدد أقل من عمليات الطرح الصحيحة أثناء شرط المهمة المزدوجة مقارنة بشرط المهمة الفردية، والذي يمثل تكلفة إدراكية مزدوجة للمهمة الفرعية UE. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: التحقيق رئيس FNIRS. وشمل مسبار رئيس الـ fNIRS 15 مصدرًا لـ LED (دوائر حمراء) و15 كاشفًا (دوائر بيضاء) تم وضعها في القشرة الحركية اليسرى واليمنية والقشرة الجبهيّة اليمنى (PFC) والقشرة الجدارية الخلفية اليمنى (PPC). وقد سمح لنا هذا بحساب قيم الهيموغلوبين المؤكسج (HbO) في كل قناة، أو تقاطع المصدر والمكشاف. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: تصميم الكتلة للحصول على fNIRS. بالنسبة للنسخة المتوافقة مع التصوير العصبي من DTS، تم تحويل المهام الفرعية LE و UE إلى تصميم كتلة. بدأت كلتا الفترتين الفرعيتين وانتهتا بفترة راحة 60 ثانية للحصول على نشاط أساسي للديناميكية الهكمية. وتبعت بقية كتل عشوائية 15 (5 كتل حالة محرك واحد، 5 كتل حالة إدراكية واحدة، و 5 كتل حالة مهمة مزدوجة) التي كانت 30 ثانية في المدة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: بيانات fNIRS الموضوع الواحد. هذا هو تصوير بيانات fNIRS موضوع واحد باستخدام التناقضات الشرط. هذه الصورة تتناقض مع الهيموغلوبين المؤكسج (HbO) خلال المهمة المزدوجة مقابل مهمة المحرك الواحد من المهمة الفرعية LE. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
ولا يوجد لدى أصحاب البلاغ أي تضارب في المصالح للكشف عنه.
قمنا بتطوير الشاشة المهمة المزدوجة الأصلية (DTS) كإجراء محمول ومنخفض التكلفة يمكنه تقييم الرياضيين الذين يعانون من إصابة خفيفة في الدماغ تسبب الرياضة. قمنا بمراجعة DTS الأصلي للاستخدام السريري في المستقبل ووضعنا نسخة متوافقة مع التصوير العصبي من DTS لقياس الأسس العصبية لأداء المهمة الفردية وثنائية.
ونود أن نشكر السيدة إيزابيل بوث، وهي جامعة ولاية كولورادو، وهي تكرّم الطالب الذي ساعد في تحليل بيانات قياس التسارع. ونود أيضا أن نعترف بالتمويل من المعهد الوطني للصحة K12 HD055931 وK01 HD096047-02 صدر إلى الكاتب J.S.
| جهاز <قوي> (بالترتيب الأبجدي)< / قوي> | |||
| NIRx NIRSport2 الجهاز: NSP2-CORE1616 | NIRx | Reference #: GC359 | "إن NIRSport 2 عبارة عن منصة للتحليل الطيفي الوظيفي اللاسلكي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS) سهلة الاستخدام ومعيرات وقوية تقيس الاستجابات الديناميكية الدموية للتنشيط العصبي عبر تغيرات الهيموجلوبين في الأوكسجين والديوكسي والكلي في القشرة الدماغية. يأتي NIRSport 2 مع مجموعة من الترقيات والوحدات الجاهزة للتنفيذ لتلبية احتياجات مجموعة واسعة من تطبيقات علم الأعصاب المعرفي." (اقتباس مباشر من nirx.net/nirsport) |
| NIRx NIRSCap (متوفر في 5 أحجام مختلفة) | NIRx | N / A | "يتكون NIRScap من غطاء قياس وحاملات بصريات. تتناسب حاملات البصريات مع شقوق غطاء القياس." (اقتباس مباشر من دليل NIRScap للبدء في NIRx) مصادر |
| البصريات NIRx (× 2) | مرجع NIRx | #: GC359 | "باندل مصدر نشط 8 مصادر للإضاءة البصرية بدون ألياف مع طرف مزدوج ؛ بطول 240 سم." (اقتباس مباشر من وصف قائمة التعبئة NIRx) |
| كاشفات البصريات NIRx (x 2) | مرجعNIRx | #: GC359 | "حزمة من أجهزة الاستشعار النشطة 8x للكشف البصري بدون ألياف ؛ طرف مزدوج ؛ بطول 240 سم." (اقتباس مباشر من وصف قائمة التعبئة NIRx) |
| مجسات كاشف المسافات القصيرة NIRx | NIRx | N / A | "تأتي المجسات في حزمة من ثمانية مقاطع كاشف تسمح بإقران بيانات المسافات القصيرة من ثمانية مواقع مصادر مستقلة إلى قناة كاشف مشتركة واحدة على الجهاز." (اقتباس مباشر من كاشف المسافات القصيرة NIRx دليل بدء المجسات) |
| <قوي > برنامج (بالترتيب الأبجدي) < / قوي > | |||
| أورورا | NIRx | N / A | "برنامج الاستحواذ NIRSport 2. يتصل Aurora fNIRS بجهاز NIRSport 2 الخاص بك عبر Wi-Fi أو USB ويمكنه إعداد تكوين تجريبي كامل بعدة نقرات فقط. بفضل خوارزمية تحسين الإشارة الآلية ، تضمن Aurora fNIRS جودة الإشارة المثلى قبل بدء القياس. يمكن تصور البيانات الأولية ومتغيرات تركيز HbO و Hb في الوقت الفعلي في العديد من أوضاع العرض. بالإضافة إلى ذلك ، تتوفر تصورات الرأس بالكامل المتطورة على الفور. يمكن تصدير البيانات المسجلة عبر بروتوكول طبقة تدفق المختبر المتكاملة (LSL) ، مما يسمح بالمعالجة في الوقت الفعلي في واجهة الدماغ والحاسوب (BCI) ونماذج الارتجاع العصبي." (اقتباس مباشر من nirx.net/software) |
| Matlab | Math Works | N / A | "MATLAB & reg; يجمع بين بيئة سطح المكتب المضبوطة للتحليل التكراري وعمليات التصميم مع لغة برمجة تعبر عن رياضيات المصفوفة والمصفوفة مباشرة. يتضمن المحرر المباشر لإنشاء البرامج النصية التي تجمع بين التعليمات البرمجية والإخراج والنص المنسق في دفتر ملاحظات قابل للتنفيذ." (اقتباس مباشر من mathworks.com)NIRS |
| Toolbox | تم تطويره بواسطة Huppert Brain Imaging Lab | N / A | "NIRS toolbox هو برنامج تحليل قائم على Matlab." (اقتباس مباشر من huppertlab.net/nirs-toolbox-2/) |
| PsychoPy | Python | N / A | "PsychoPy عبارة عن حزمة برمجيات مفتوحة المصدر مكتوبة في برنامج Python ، لغة ming في المقام الأول بالنسبة لنا في علم الأعصاب وأبحاث علم النفس التجريبي." (اقتباس مباشر من psychopy.org) |
| <قوي > مستلزمات أبحاث منخفضة التقنية / تكلفة أقل * (بالترتيب الأبجدي) < / قوي> AmazonBasics | |||
| ثلاثي القوائم خفيف الوزن مقاس 60 بوصة مع حقيبة | نموذج عنصر أمازون | #: WT3540 | هذا الحامل ثلاثي القوائم خفيف الوزن مثالي لمعظم الكاميرات التي يصل وزنها إلى 6.6 رطل. الإعداد سريع وسهل. تجعل الحقيبة المرفقة التخزين والنقل أمرا سهلا. الحامل ثلاثي القوائم' يمكن أن تمتد أرجل S من 20 بوصة إلى 48 ". تحرر أقفال الساق بسلاسة وتنزلق بسهولة إلى الارتفاع الذي تريده. قم برفع العمود المركزي للحصول على حامل ثلاثي القوائم يبلغ 60 بوصة طويل. (اقتباس مباشر من Amazon.com) |
| iPod Touch x 2 | جهاز Apple | N / A | ذكي مع مقياس تسارع مدمج. |
| كاميرا فيديو باناسونيك عالية الدقة بالكامل كاميرا فيديو HC-V180K ، تقريب بصري 50X ، مستشعر BSI مقاس 1 / 5.8 بوصة ، شاشة LCD تعمل باللمس مقاس 2.7 بوصة (أسود) | نموذج عنصر أمازون | #: HC-V180K | كاميرا فيديو HC-V180K مدمجة وخفيفة الوزن وسهلة الاستخدام ، توفر كاميرا الفيديو HC-V180K المدمجة وخفيفة الوزن وسهلة الاستخدام تجربة ممتعة وخالية من القلق لالتقاط الفيديو عالي الدقة. تتميز هذه الكاميرا بدقة 1080 بكسل بمثبت صور من 5 محاور لتحقيق أقصى قدر من الثبات المحمول باليد تقريب بصري فائق الطول بمعدل 50 ضعفا وتقريب ذكي يصل إلى 90 ضعفا يجلب بسرعة الأجسام البعيدة في البؤرة. تتيح لك العدسة ذات الزاوية العريضة المريحة مقاس 28 مم استيعاب المزيد من الأشخاص والمناظر الطبيعية في إعدادات مثل حفلات الزفاف ولم الشمل والإجازات. يضمن مستشعر BSI المتقدم جودة صورة الفيديو في الإضاءة المنخفضة بينما يضمن باناسونيك تكتشف وظيفة لقطة المستوى تلقائيا إمالة الكاميرا المشتتة للانتباه وتعوضها. لمزيد من المتعة ، تشتمل الكاميرا على تأثيرات مرشح إبداعية مثل فيلم 8 مم ، وفيلم صامت ، وتأثير مصغر ، وتسجيل الفاصل الزمني ، وكلها يمكن الوصول إليها بسهولة على شاشة LCD تعمل باللمس مقاس 2.7 بوصة. يعمل ميكروفون التكبير / التصغير ثنائي القناة جنبا إلى جنب مع التكبير / التصغير لضمان صوت واضح ونقي عن قرب أو على أي مسافة." (اقتباس مباشر من Amazon.com) |
| ملاحظات Post-it ، 3 "× 3" ، كناري أصفر ، حزمة من 18 وسادة | Office Depot / Office Max | العنصر # 1230652 | "Post it ® تلتصق الملاحظات بإحكام وإزالتها بشكل نظيف ، وتتميز بمادة لاصقة فريدة مصممة للاستخدام على الورق." |
| شريط اخفاء سكوتش 232 ، 1 بوصة × 60 ياردة | مستودع مكتب / مكتب ماكس | العنصر # 910588 | " ينتج الشريط اللاصق الورقي عالي الأداء خطوط طلاء حادة في عمليات خبز الطلاء بدرجة حرارة متوسطة. يوفر الشريط اللاصق إزالة نظيفة في كل مرة، حتى على الأسطح التي يصعب إزالتها تقليديا." (اقتباس مباشر من officedepot.com) |
| قياس Stanley Tools Leverlock، قياسي، 25 × 1 بوصة Blade | Office Depot/Office Max | Item #389512 | "تتميز قاعدة الشريط بعودة الطاقة مع قفل سفلي تلقائي لسهولة التشغيل. لون الهيكل عالي الوضوح يجعل من السهل العثور عليه. يسمح خطاف Tru-Zero الخاص باستخدام الظفر كمحور لرسم الدوائر والأقواس. توفر قاعدة الشريط خطافا مثبتا متعدد وشفرة مطلية بالبوليمر لعمر أطول وواقي تآكل الشفرة وقبضة مطاطية مريحة. الشفرة المحمية تقاوم التآكل والزيوت والأوساخ ومعظم المذيبات. حكم الشريط له حكم إمبراطوري بأقدام متتالية في الأعلى وبوصات متتالية في الأسفل بعد القدم الأولى. مشبك الحزام الخاص به يسمح بسهولة الحمل." (اقتباس مباشر من officedepot.com) |
| ساعة توقيت | Office Depot / Office Max | العنصر # 357698 | "يوفر توقيتا مقصدا ، دقيقا حتى 1/100 من الثانية. يتضمن 6 وظائف &[مدش] ؛ ساعة ، دقيقة ، ثانية ، يوم ، شهر وسنة." (اقتباس مباشر من officedepot.com) |
| قادوس كرة التنس الفاخر من Tourna Ballport مع عجلات - يحمل 80 كرة | أمازون | نموذج العنصر #: BPD-80W | "منفذ البالون 80 ديلوكس يحمل 80 كرة ويأتي مع عجلات لسهولة القدرة على المناورة. المقابض طويلة جدا 33 بوصة لتغذية والتقاط أكثر ملاءمة. خفيف الوزن للغاية ولكنه متين يجعله أحد أكثر القواديس تميزا في السوق. محملة بميزات حاصلة على براءة اختراع: قفل الأرجل في وضع لأعلى ولأسفل. تم إغلاق القضبان الموجودة في الشريحة العلوية حتى لا تسقط الكرات أثناء النقل. تتدحرج القضبان في الأسفل حتى تنزلق الكرة في القادوس بسهولة." (اقتباس مباشر من Amazon.com) |
| كرات التنس غير المضغوطة من Tourna مع حمل الفينيل (45 عبوة من الكرات) | نموذج عنصر أمازون | #: EPTB-45 | "45 كرات تنس أقل ضغطا في حقيبة حمل من الفينيل. تحتوي الحقيبة على سحاب للإغلاق الآمن. الكرات هي حجم التنظيم ودائمة. مناسبة للممارسة أو آلات كرة التنس. الكرات أقل ضغطا حتى لا تموت أبدا. يعني الضغط الأقل أنهم لا يموتون أبدا ، مما يجعلها رائعة لممارسة التنس ، أو آلات الكرة ، أو ملء سلال الكرة والقواديس ، أو مجرد التأكد من أن حيوانك الأليف يتمتع بساعات من المرح في مطاردة هذه الكرات. إنها تناسب قاذفات كرات على غرار Chuck-it وقاذفات الكرة الأوتوماتيكية. يضمن المطاط المتين واللباد الفاخر أن يكون استخدامها عالميا ، سواء كنت لاعب تنس ناشئا أو مالكا للحيوانات الأليفة." (اقتباس مباشر من Amazon.com) |
| فيلكرو | Velcro | N / A | ذاتية اللصق ؛ تستخدم لتأمين الأجهزة الذكية. |
| Yoga Block 2 Pack & 2 كتل تمرين خفيفة الوزن عالية الكثافة 4 × 6 × 9 بوصات تدعم جميع الوضعيات - طوب خفيف الوزن متعدد الاستخدامات ومتوازن خال من الرائحة (ملاحظة: هناك حاجة إلى 6 كتل لشاشة المهام المزدوجة) | Amazon | N / A | "هذه الكتل مصنوعة من رغوة EVA عالية الكثافة المعاد تدويرها وتوفر دعما قويا في مجموعة واسعة من أوضاع اليوغا المختلفة. سيؤدي ذلك إلى تحسين وضعك ويمكنك البقاء في أوضاع صعبة لفترة أطول." (اقتباس مباشر من Amazon.com) |
| * يمكن الحصول على هذه العناصر أو العناصر المماثلة من عدد من المصادر الأخرى< / em> |