双任务屏幕的修订和神经成像兼容版本

以前的工作使用双重测试措施来评估近期脑震荡的运动员。我们的方案很重要，因为我们创造了一种更短、更具成本效益的措施，允许同步进行神经成像。如果能有效地在脑震荡运动员中引发更大的双重任务成本，我们的双重任务筛查措施将适用于各种临床环境。

对于单一条件下肢子任务，将三个瑜伽块沿着 4.5 米的人行道水平放置，相距 18 米，并将智能设备牢固地连接到参与者的两个脚踝上。指示参与者在跨过障碍物时必须尽快行走，并使用秒表测量参与者完成任务所需的时间，快速点击两个加速度计以开始测试。当参与者的脚后跟着地时，将生成原始数据，可以对其进行分析以评估参与者的步态特征。

在任务结束时，告诉参与者他们从单运动状态完成任务所花费的时间。然后让参与者说出尽可能多的以特定字母开头的单词。对于双下肢子任务，在指导参与者如何执行任务后，点击两个加速度计以开始任务，并在参与者尽快越过障碍物时为参与者计时，同时说出尽可能多的以特定字母开头的单词。

对于单个上肢子任务，使用遮蔽胶带标记与墙壁 1.5 米的距离，并指示参与者站在胶带后面。将一篮网球放在参与者旁边，让参与者用交替双手完成一次抛墙，持续 30 秒，用篮子里的新球来投掷他们未能接住的任何球。在任务结束时，要求参与者从给定的数字中依次减去 7，持续 30 秒。

对于双上肢子任务，让参与者交替双手进行抛墙，同时连续从给定数字中减去 7，持续 30 秒，必要时在错过任何球后从篮筐中选择一个新球。要设置神经影像学兼容的任务，请将瑜伽砖放置在垂直位置，以标记 15 米人行道的起点和终点，并将两个瑜伽砖放置在水平位置，沿 15 米人行道相距 5 米。然后在距离光滑的墙面 1.5 米的距离上做标记。

接下来，测量参与者的头围，并将带有预先放置的光头和短通道检测器的适当大小的 fNIRS 帽放在参与者的头上。打开专用采集笔记本电脑并将笔记本电脑连接到 fNIRS 设备 WiFi 网络。在 fNIRS 采集软件中，选择 fNIRS 设备并执行校准以优化光强度。

在校准结束时，检查光器件的信号电平，这些电平应该是可接受的或优秀的。要修复信号电平低于可接受水平的任何 Optode，请从帽子上取下 Optode 并分开参与者的头发，以确保直接连接到参与者的头皮。要获取下肢子任务神经影像学数据，请打开刺激呈现软件并选择下肢子任务文件。

让参与者坐在椅子上，然后单击开始开始收集基线 fNIRS 数据。在弹出窗口中输入受试者 ID、下肢、年龄和性别，然后单击 Start experiment （开始实验）。通知参与者安静的休息时间即将开始，然后按空格键开始 60 秒的休息时间。

在休息时间结束时，向参与者解释下肢任务计划，然后按空格键开始第一次试验。在对下肢子任务进行了 15 次随机试验后，让参与者在椅子上再休息 60 秒。在休息期结束时，退出刺激演示软件中的子任务文件，并在 fNIRS 数据采集软件中停止数据采集。

然后从参与者的脚踝上取下加速度计，并使用该软件执行上肢分析，如图所示。在休息时间结束时，向参与者解释上肢任务计划，然后按空格键开始第一次试验。在这些对三名男性参与者的代表性分析中，与单一条件任务相比，在双重任务中观察到较慢的步态速度、较长的平均步长和步长的更大可变性。

相比之下，在单运动与双任务条件下，三名参与者中有两名表现出总步数或平均步长没有变化。与单一任务条件相比，三分之二的参与者在双重认知任务条件下产生的单词也较少。所有三名男性参与者都有双重任务运动成本，与单运动条件相比，在双任务条件下观察到的成功接球较少。

与单任务条件相比，三名参与者中有两名在双重任务条件下也观察到更少的正确减法。在这里，可以观察到 15 个 LED 光源和 15 个探测器在参与者头上的放置图。在下肢和上肢子任务试验期间使用 fNIRS 帽可以测量和比较参与者在双运动和单运动子任务期间产生的氧合血红蛋白水平。

在神经影像学兼容的双重测试筛选期间，要记住的最重要的事情是为参与者提供正确的任务说明并确保他们理解。因为 fNIRS 只允许我们评估浅表皮层结构，所以我们的数据可能表明我们应该使用 fMRI 之类的东西来完成互补的神经成像，以评估更深的大脑结构。