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Research Article
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Wir haben den ursprünglichen Dual Task Screen (DTS) als tragbare, kostengünstige Maßnahme entwickelt, die Athleten mit sportinduzierten leichten Schädel-Hirn-Verletzungen bewerten kann. Wir überarbeiteten das ursprüngliche DTS für die zukünftige klinische Anwendung und entwickelten eine neuroimaging-kompatible Version des DTS, um neuronale Untergründe der Leistung von Einzel- und Dual-Taskzumessen zu messen.
Dual-Task-Paradigmen bewerten gleichzeitig motorische und kognitive Fähigkeiten, und sie können subtile, Reststörungen bei Sportlern mit kürzlich enden können, leichte traumatische Hirnverletzungen (mTBI). Die Paradigmen der vergangenen Dual-Task-Aufgaben konzentrierten sich jedoch ausschließlich auf Fähigkeiten mit niedrigeren Extremitäten und setzten auf umständliche, teure Laborgeräte , wodurch ihre Praktikabilität für die tägliche mTBI-Bewertung eingeschränkt wurde. Anschließend haben wir den Dual Task Screen (DTS) entwickelt, der bis zu 10 Minuten verwaltet und punktet, tragbare Low-Cost-Geräte verwendet und Unteraufgaben der unteren Extremität (LE) und der oberen Extremität (UE) umfasst. Der Zweck dieses Manuskripts war zweifach. Zunächst beschreiben wir das Administrationsprotokoll für das überarbeitete DTS, das wir überarbeitet haben, um die Einschränkungen des ursprünglichen DTS zu beheben. Insbesondere umfassten die Revisionen Ergänzungen von intelligenten Geräten, um detailliertere Gangdaten zu erfassen und die Einbeziehung einzelner kognitiver Bedingungen, um auf gestörte kognitive Leistung unter dualen Aufgabenbedingungen zu testen. Wichtig ist, dass das überarbeitete DTS eine Maßnahme für die zukünftige klinische Anwendung ist, und wir präsentieren repräsentative Ergebnisse von drei männlichen Athleten, um die Art der klinischen Daten zu veranschaulichen, die aus der Maßnahme gewonnen werden können. Wichtig ist, dass wir die Empfindlichkeit und Spezifität des überarbeiteten DTS bei Sportlern mit mTBI, der nächsten Forschungsinitiative, noch nicht bewerten müssen. Der zweite Zweck dieses Manuskripts ist es, eine neuroimaging-kompatible Version des DTS zu beschreiben. Wir haben diese Version entwickelt, damit wir die neuronalen Grundlagen der Leistung einzelner und dualer Aufgaben bewerten können, um ein besseres empirisches Verständnis der mit mTBI verbundenen Verhaltensdefizite zu erhalten. So beschreibt dieses Manuskript auch die Schritte, die wir unternommen haben, um die simultane funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) während des DTS zu ermöglichen, zusammen mit der Art und Weise, wie wir die erste Verarbeitung der fNIRS-Daten erworben und abgeschlossen haben.
Jedes Jahr erleiden 42 Millionen Menschen weltweit leichte traumatische Hirnverletzungen (mTBIs)1. Obwohl sie einst als gutartig galten, deuten neue Forschungsergebnisse darauf hin, dass mTBIs,insbesondere wiederholte mTBIs, dauerhafte negative Folgen wie körperliche, kognitive und Schlafstörungen 2,3,4. Anschließend suchen Forscher und Kliniker nach verstärkten Auswertungen und Behandlungsmethoden, um mTBI zu verstehen und zu adressieren.
Bis heute umfasst die beste Praxis für die mTBI-Bewertung selbst gemeldete Symptome und objektive Messung der neurokognitiven und motorischen Funktion5. Jedoch, einige Personen, wie wettbewerbsfähige College-Level-Athleten, sind dafür bekannt, mTBI-bezogene Symptome6zu unterschätzen, die den Nutzen von Symptomberichten einschränken. Objektive neurokognitive und motorische Funktionsmaßnahmen haben auch Einschränkungen, einschließlich schlechter Test-Retest-Zuverlässigkeit, Abhängigkeit von Basistests oder unzureichende Schwierigkeiten für leistungsstarke Athleten7,8,9. Dual-Task-Paradigmen - die gleichzeitig motorische und kognitive Fähigkeiten bewerten - können jedoch subtile Restbeeinträchtigungen erkennen und können besonders nützlich für die Bewertung leistungsstarker Athleten10,11,12,13,14sein.
Frühere Forschungen mit Dual-Task-Paradigmen haben oft umständliche, teure Laborgeräte wie Motion Capture-Systeme14integriert, um leistungsstarke Athleten zu bewerten. Während diese Systeme subtile motorische Beeinträchtigungen genau messen können, sind sie für den Einsatz in der täglichen mTBI-Bewertung aufgrund hoher Ausrüstungskosten, begrenzter Portabilität und langer Administrationszeiten (d. h. ≥ 45 Minuten pro Person) nicht praktikabel. Darüber hinaus konzentrierten sich viele vergangene Dual-Task-Paradigmenstudien ausschließlich auf Fähigkeiten im unteren Körper oder unterder Extremität, wie Gleichgewicht oder Gang11,12,13,14. Vermutlich ist die Funktion der oberen Extremität und die Hand-Augen-Koordination auch für leistungsstarke Athleten in vielen Sportarten wichtig. So haben wir den Dual Task Screen (DTS) entwickelt, eine kurze Maßnahme, die in <10 minuten mit tragbaren, kostengünstigen instrumenten verwaltet und bewertet werden kann. diese ursprüngliche dts beinhaltete eine unteraufgabe der unteren extremität (le) oberen (ue), die ganggeschwindigkeit (mit hilfe einer stoppuhr) hand-augen-koordination unter einzelmotor- dual-task-bedingungen15bewertete.
In der ersten Machbarkeitsstudie schlossen 32 gesunde, weibliche Jugendliche das ursprüngliche DTS ab. Diese Studie wurde entwickelt, um festzustellen, dass der DTS Dual-Task-Motorkosten verursachen kann, wie durch reduzierte Motorleistung während der Dual-Task-Situation im Vergleich zu Einzelmotor-Bedingungen angezeigt wird. Wir wollten auch feststellen, dass das DTS in weniger als 10 Minuten verwaltet und bewertet werden kann. Wir stellten fest, dass alle Teilnehmer bei mindestens einer Teilaufgabe eine schlechtere Motorleistung mit zwei Aufgaben hatten. Zusätzlich konnten wir das DTS in durchschnittlich 5,63 Minuten verwalten und den Test in 2-3 Minuten15punkten.
Obwohl die erste Machbarkeitsstudie erfolgreich war, wurden einige Einschränkungen aufgedeckt. Vor allem wurde die Ganggeschwindigkeit mit Stoppuhren gemessen, die anfällig für natürliches menschliches Versagen sind. Daher haben wir in der überarbeiteten DTS intelligente Geräte mit eingebauten Beschleunigungsmessern (Tabelle der Materialien) auf jedem Knöchel verwendet. Diese Ergänzung hielt den Einsatz von tragbaren, kostengünstigen Instrumenten bei und bot dennoch ausgeklügelte Messgrößen für die Ganggeschwindigkeit, die Gesamtzahl der Schritte, die durchschnittliche Schrittlänge, die durchschnittliche Schrittdauer und die Variation der Schrittdauer. Eine weitere Einschränkung des ursprünglichen DTS war das Fehlen einzelner kognitiver Bedingungen, die die Bewertung der kognitiven Kosten dualer Aufgaben verhinderten. Dual-Task kognitive Kosten werden definiert als schlechtere kognitive Leistung während der dualen Aufgabe vs. einzelne kognitive Bedingung. Anschließend haben wir sowohl für die LE- als auch für die UE-Unteraufgaben eine einzige kognitive Erkrankung hinzugefügt (im Protokoll beschrieben).
Neben der Entwicklung einer Maßnahme für den zukünftigen klinischen Einsatz ist eines der langfristigen Ziele des Teams, die neuronalen Grundlagen der Einzel- und Dual-Task-Leistung bei gesunden Athleten zu bewerten und diese Erkenntnisse Athleten mit sportinduziertem mTBI zu vergleichen. So haben wir eine neuroimaging-kompatible Version des DTS erstellt. Wir versuchen festzustellen, ob das DTS erfolgreich für den Einsatz bei der gleichzeitigen funktionalen Nahinfrarot-Spektroskopie (fNIRS) modifiziert werden kann, und wir verwenden ein mobiles fNIRS-Gerät, das speziell für die Aufnahme von Grobmotorbewegungen entwickelt wurde, indem der Einfluss von Bewegungsartefakten reduziert wird. Darüber hinaus hat dieses Gerät die größte Menge an Kopfabdeckung, nach unserem Wissen, für mobile Geräte, die derzeit für Forschungszwecke zur Verfügung stehen (Tabelle der Materialien).
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Studienprotokoll folgendes tun soll:
Alle Studienverfahren wurden vom Institutional Review Board (IRB) der Colorado State University genehmigt, und alle erwachsenen Teilnehmer erteilten vor Abschluss der Studienverfahren ihre schriftliche Zustimmung in Kenntnis der Sachlage. Die Eltern von Teilnehmern unter 18 Jahren erteilten die schriftliche Zustimmung in Kenntnis der Sachlage, und auch die kleinen Teilnehmer gaben vor Abschluss der Studienverfahren ihre schriftliche Zustimmung.
1. Überarbeiteter Dual Task Screen (DTS)
2. Neuroimaging-kompatibler Dual-Task-Bildschirm (DTS)
Teilnehmer
Die Teilnehmer wurden von lokalen High-School-Teams und Universitäts- und Vereinssportmannschaften mit Mund-zu-Mund-Propaganda und Werbeflyern rekrutiert. Die Teilnehmer sollten zwischen 15 und 22 Jahre alt sein und regelmäßig an organisierten Kontaktsportarten teilnehmen. Kontaktsportarten umfassten alle Sportarten, bei denen körperlicher Kontakt mit Teamkollegen oder Gegnern während des Routinespiels erforderlich ist. Die Teilnehmer mussten auch ein normales oder korrigiertes Sehen und Hören haben, keine Vorgeschichte neurologischer oder psychiatrischer Erkrankungen und keine Vorgeschichte einer mittelschweren oder schweren traumatischen Hirnverletzung pro Selbstanzeige.
Wir haben Daten von drei gesunden männlichen Kontaktsportlern (Mean Age: 18.0 ± 2.65 yr.) aufgenommen, um die Art der klinischen Daten zu veranschaulichen, die aus dem überarbeiteten DTS gewonnen werden können. Daten von gesunden, weiblichen Kontaktsportlern werden in eine andere Publikation aufgenommen, die nicht streng auf Methoden ausgerichtet ist.
Datenanalyse für überarbeitete DTS
Angesichts der geringen Teilnehmerzahl, die in die repräsentativen Ergebnisse einbezogen wurde, wurden keine formalen statistischen Analysen durchgeführt. Für jeden Teilnehmer wurde jedoch die Leistung in der Dual-Task-Bedingung mit der Leistung im Einzelmotor und einzelnen kognitiven Bedingungen verglichen; siehe unten für die Beschreibung der Leistungsmetriken für beide Teilaufgaben.
Leistungsmetriken auf der LE-Subtask
Die Leistung des einzelnen Motors wurde durch Ganggeschwindigkeit (m/s), Gesamtzahl der Schritte, durchschnittliche Schrittlänge (m), durchschnittliche Schrittdauer (s) und Variabilität der Schrittdauer (SD) quantifiziert. Diese Daten wurden mit den eingebauten Beschleunigungsmessern auf den intelligenten Geräten erfasst, die wir an den Knöcheln der Teilnehmer befestigten. Die Leistung der einzelnen kognitiven Bedingungen wurde an der Gesamtzahl der Wörter gemessen, die ohne Wiederholungen erzeugt wurden, dargestellt als Wörter/s, um die unterschiedliche Zeitmenge zu berücksichtigen, die für diese Studie vorgesehen ist. Zwei ausgebildete wissenschaftliche Assistenten sahen sich ein Videoband der einzelnen kognitiven Erkrankung an und waren erforderlich, um einen Konsens über die Gesamtzahl der produzierten Wörter zu erzielen. Schließlich wurde die Leistung der dualen Aufgabenbedingung anhand der Ganggeschwindigkeit (m/s), der Gesamtzahl der Schritte, der durchschnittlichen Schrittlänge (m), der durchschnittlichen Schrittdauer (s) und der variabilitierten Schrittdauer (SD) und der Gesamtzahl der wörter gemessen, die ohne Wiederholungen erzeugt wurden und als Wörter/Sekunde dargestellt werden. Zwei ausgebildete wissenschaftliche Mitarbeiter sahen sich auch ein Videoband der Dual-Task-Bedingung an und waren gefordert, einen Konsens über die Gesamtzahl der produzierten Wörter zu erzielen.
Doppelte Aufgabenkosten für die LE-Unteraufgabe
Für jeden Teilnehmer würden die Kosten für duale Aufgabendurchzüge durch die folgenden Änderungen der Gangeigenschaften während der Dual-Task-Bedingung im Vergleich zur Einzelmotorbedingung dargestellt: langsamere Ganggeschwindigkeit, eine größere Anzahl von Gesamtschritten, eine kleinere durchschnittliche Schrittlänge, eine längere durchschnittliche Schrittdauer und eine größere Schrittdauervariabilität. Wir beobachteten, dass alle drei männlichen Teilnehmer einen Dual-Task-Motor kosten auf der LE-Subtask hatten. Insbesondere sahen wir eine langsamere Ganggeschwindigkeit, eine längere durchschnittliche Schrittdauer und eine größere Variabilität der Schrittdauer während dualer Aufgaben im Vergleich zu Einzelbedingungsaufgaben. siehe Abbildung 1A. Im Gegensatz dazu zeigten zwei von drei Teilnehmern keine Veränderungen in der Anzahl der Gesamtschritte oder der durchschnittlichen Schrittlänge zwischen Einzelmotor- und Dual-Task-Bedingungen; siehe Abbildung 1A.
Für jeden Teilnehmer würden die kognitiven Kosten für die doppelte Aufgabe durch weniger Wörter dargestellt, die in der Bedingung der doppelten Aufgabe generiert werden, verglichen mit der Anzahl der Wörter, die in der einzelnen kognitiven Aufgabenbedingung generiert werden. Bei zwei von drei Teilnehmern beobachteten wir die kognitiven Kosten der dualen Aufgabe. Insbesondere generierten diese Teilnehmer während der Bedingung für die doppelte Aufgabe weniger Wörter als die Einzelneaufgabenbedingung. siehe Abbildung 1B.
Leistungsmetriken für die UE-Unteraufgabe
Die Leistung des einzelnen Motors wurde anhand der Gesamtzahl der erfolgreichen Fänge gemessen. Zwei ausgebildete wissenschaftliche Mitarbeiter sahen sich ein Videoband des Einzelnenmotorzustandes an und mussten einen Konsens über die Gesamtzahl der erfolgreichen Fänge erzielen. Die Leistung einzelner kognitiver Bedingungen wurde anhand der Gesamtzahl der korrekten Subtraktionen gemessen. Zwei ausgebildete wissenschaftliche Assistenten sahen sich ein Videoband der einzelnen kognitiven Erkrankung an und waren erforderlich, um einen Konsens über die Gesamtzahl der korrekten Subtraktionen zu erzielen. Subtraktionsfehler waren nicht kumulativ (d. h. "100, 92, 85..." würden als ein Fehler und eine korrekte Subtraktion aufgezeichnet). Schließlich wurde die Leistung der doppelten Aufgabenbedingung anhand der Gesamtzahl der erfolgreichen Fänge und der Gesamtzahl der richtigen Subtraktionen gemessen. Auch hier sahen sich zwei ausgebildete wissenschaftliche Assistenten ein Videoband der einzelnen kognitiven Erkrankung an und waren erforderlich, um einen Konsens über die Gesamtzahl der erfolgreichen Fänge und korrekten Subtraktionen zu erzielen.
Doppelte Aufgabenkosten für die UE-Unteraufgabe
Für jeden Teilnehmer würden die Kosten für doppel Aufgabenmotor durch weniger erfolgreiche Fänge während der Dual-Task-Bedingung im Vergleich zur Anzahl der erfolgreichen Fänge während der Einzelmotor-Bedingung dargestellt. Wir stellten fest, dass alle drei männlichen Teilnehmer eine doppelte Aufgabe Motorkosten hatten. Insbesondere hatten sie weniger erfolgreiche Fänge während der Dual-Task-Bedingung im Vergleich zur Einzelmotor-Bedingung; siehe Abbildung 2A.
Eine duale Aufgabe kognitive Kosten würde durch weniger richtige Subtraktionen die duale Aufgabe Bedingung im Vergleich zu der Anzahl der richtigen Subtraktionen während der einzelnen Aufgabe Bedingung gemacht dargestellt werden. Bei zwei von drei Teilnehmern beobachteten wir die kognitiven Kosten der dualen Aufgabe. Insbesondere hatten sie weniger korrekte Subtraktionen während der Dual-Task-Bedingung im Vergleich zur Einzelaufgabenbedingung; siehe Abbildung 2B.
Datenanalyse für Neuroimaging-kompatibles DTS
fNIRS Gerätespezifikationen
Wir verwendeten ein mobiles funktionales Nahinfrarot-Spektroskopiesystem (fNIRS) (Tabelle der Materialien). Das System verfügt über insgesamt 32 Optoden, 16 LED-Quellen und 16 Detektoren sowie ein drahtloses Erfassungsgerät, das die Teilnehmer auf dem Rücken tragen. Dieses Gerät ist einzigartig ausgestattet, um grobe Motorbewegungen unterzubringen, und hat (unserer Kenntnis nach) die größte Kopfabdeckung für ein mobiles System. Mit fNIRS evaluierten wir die Hirnaktivität über die hämodynamische Reaktion mit Indizes von sauerstoffhaltigem Hämoglobin (HbO) während des neuroimaging-kompatiblen DTS.
fNIRS Kopfsonde
Die Kopfsonde umfasste 30 Optoden (15 LED-Quellen und 15 Detektoren), die mit einer fNIRS-Kappe mit eingebauten Optodenhaltern auf den Kopf des Teilnehmers gelegt wurden. Wir haben HbO gemessen, indem wir LED-Quellen und Detektoren am linken und rechten Motorkortex und zwei Primärregionen des rechtslateralisierten Frontoparietal-Netzwerks16, rechts PFC und PPC platziert haben, die wir mit dem 10-20-System17identifiziert haben; siehe Abbildung 3. Die LED-Quellen leuchten Nahinfrarotlicht in oberflächliche kortikale Bereiche, und die Detektoren erfassen das gebrochene Licht, so dass wir HbO-Werte an jedem Kanal oder Schnittpunkt von Quelle und Detektor berechnen können. Zusätzlich enthalten wir acht kurze Trenndetektoren, die die Kopfhautperfusion messen, eine lästige Variable, die aus den rohen fNIRS-Daten18,19zurückgeht.
Blockdesign für fNIRS-Erfassung
Sowohl die LE- als auch die UE-Unteraufgaben wurden in ein Blockdesign umgewandelt. Beide Teilaufgaben begannen und endeten mit einer 60 s Sitzenruhezeit, um eine hemodynamische Grundaktivität zu erhalten. Auf die Pause folgten 15 randomisierte Blöcke (5 einzelne motorische Zustandsblöcke, 5 einzelne kognitive Zustandsblöcke und 5 Dual-Task-Bedingungsblöcke), die 30 s in der Dauer waren, insgesamt 7,5 Minuten der gesamten Datensammlung für jede Teilaufgabe. Zwischen jedem der 15 Bedingungsblöcke gab es ein variables Ruheintervall von etwa 6-8 s, damit die hämodynamische Reaktion der Teilnehmer zur Basislinie zurückkehren konnte; siehe Abbildung 4.
FNIRS-Datenreduktion und First-Level-Analyse (Single-Subject) Analyse: Raw fNIRS-Daten werden in eine proprietäre Programmiersprache und numerische Computerumgebung hochgeladen (Tabelle der Materialien). Kanäle, die mit kurzen Trenndetektoren erstellt wurden, werden für eine spätere Regression beschriftet. Standard-Stimuliwerte, die von der Stimulus-Präsentationssoftware generiert wurden, werden umbenannt, um DTS-Blöcke zu identifizieren (z. B. Einzelmotor, Single Cognitive, Dual Motor). Als Nächstes werden die Parameter für die Stimulusdauer für alle DTS-Blöcke auf 30 Sekunden und für Ruhezeiten auf 60 s festgelegt. Die grundlegende Verarbeitung wird dann mithilfe von Schritten aus einer nicht proprietären Toolbox abgeschlossen, die mit der numerischen Computerumgebung kompatibel ist. Diese Schritte umfassen die Berechnung der optischen Dichte und die Neuberechnung der optischen Dichtewerte unter Berücksichtigung von Daten aus den kurzen Trennkanälen20. Als nächstes wird die optische Dichte mit dem modifizierten Beer Lambert Law21in Hämoglobinwerte (deoxygeniertes Hämoglobin, sauerstoffhaltiges Hämoglobin und Gesamthämoglobin) umgewandelt. Nach der Konvertierung wird ein autoregressiver Modellalgorithmus ausgeführt, der die Regression von Kurztrennkanaldaten umfasst. Parameter für den autoregressiven Algorithmus werden so eingestellt, dass sie einem kanonischen Modell22folgen. Schließlich können einzelne Daten mit Zustandskontrasten visualisiert werden (z.B. Dual vs Single); siehe Abbildung 5.
Abbildung 1: LE-Untertaskleistung während der Bedingungen für einzelne und doppelte Aufgaben. (A) Alle drei Teilnehmer hatten eine langsamere Ganggeschwindigkeit, eine längere durchschnittliche Schrittdauer und eine größere Variabilität der Schrittdauer während der Bedingung für die doppelte Aufgabe im Vergleich zur Einzelaufgabenbedingung, die eine doppelte Aufgabe Motorkosten für die UE-Unteraufgabe darstellt. Zwei von drei Teilnehmern zeigten keine Änderungen in der Anzahl der Gesamtschritte oder der durchschnittlichen Schrittlänge zwischen den Bedingungen für duale und einzelne Aufgaben. (B) Zwei von drei Teilnehmern generierten während der Dual-Task-Bedingung weniger Wörter als die Bedingung für eine einzelne Aufgabe, was eine doppelte Aufgabe kognitive Kosten auf der LE-Subtask e.V. darstellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Leistung von UE-Unteraufgaben während der Bedingungen für Einzel- und Zweiaufgaben. (A) Alle drei Teilnehmer hatten während der Dual-Task-Bedingung weniger erfolgreiche Fänge als die Einzelaufgabenbedingung, die eine doppelte Aufgabe Motorkosten auf der UE-Unteraufgabe darstellt. (B) Zwei von drei Teilnehmern hatten während der Bedingung für die doppelte Aufgabe weniger korrekte Subtraktionen als die Bedingung für eine einzelne Aufgabe, was eine doppelte Aufgabe kognitive Kosten für die UE-Unteraufgabe darstellt. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: FNIRS-Kopfsonde. Die fNIRS-Kopfsonde umfasste 15 LED-Quellen (rote Kreise) und 15 Detektoren (weiße Kreise), die am linken und rechten Motorkortex und rechten präfrontalen Kortex (PFC) und rechten hinteren parietalen Kortex (PPC) platziert wurden. Dies ermöglichte es uns, sauerstoffhaltige Hämoglobinwerte (HbO) an jedem Kanal oder Schnittpunkt von Quelle und Detektor zu berechnen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4: Blockdesign für fNIRS-Erfassung. Für die neuroimagingkompatible Version des DTS wurden die UNTERaufgaben LE und UE in ein Blockdesign umgewandelt. Beide Teilaufgaben begannen und endeten mit einer 60-Sekunden-Sitzruhezeit, um eine hemodynamische Basisaktivität zu erhalten. Auf die Pause folgten 15 randomisierte Blöcke (5 einzelne motorische Zustandsblöcke, 5 einzelne kognitive Zustandsblöcke und 5 Dual-Task-Bedingungsblöcke), die 30 Sekunden lang waren. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 5: FNIRS-Daten für einzelne Betreffe. Dies ist eine Darstellung einzelner Subjekt-fNIRS-Daten unter Verwendung von Zustandskontrasten. Dieses Bild kontrastiert sauerstoffhaltiges Hämoglobin (HbO) während der Dual Task vs Single Motor Task aus der LE-Subtask. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.
Wir haben den ursprünglichen Dual Task Screen (DTS) als tragbare, kostengünstige Maßnahme entwickelt, die Athleten mit sportinduzierten leichten Schädel-Hirn-Verletzungen bewerten kann. Wir überarbeiteten das ursprüngliche DTS für die zukünftige klinische Anwendung und entwickelten eine neuroimaging-kompatible Version des DTS, um neuronale Untergründe der Leistung von Einzel- und Dual-Taskzumessen zu messen.
Wir möchten Frau Isabelle Booth danken, eine Colorado State University ehrt Studenten, die bei der Analyse von Beschleunigungsdaten geholfen haben. Wir möchten auch die Finanzierung von NIH K12 HD055931 und K01 HD096047-02 an Autor J.S. anerkennen.
| Hardware (in alphabetischer Reihenfolge) | |||
| NIRx NIRSport2 Gerät: NSP2-CORE1616 | NIRx | Referenz #: GC359 | "Der NIRSport 2 ist eine benutzerfreundliche, modulare und robuste drahtlose funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS)-Plattform, die hämodynamische Reaktionen auf Neuroaktivierung über Oxy-, Desoxy- und Gesamthämoglobinveränderungen in der Großhirnrinde misst. Der NIRSport 2 wird mit einer Vielzahl von sofort einsatzbereiten Upgrades und Modulen geliefert, um die Anforderungen einer breiten Palette von Anwendungen in den kognitiven Neurowissenschaften zu erfüllen." (Direktes Zitat von nirx.net/nirsport) |
| NIRx NIRSCap (erhältlich in 5 verschiedenen Größen) | NIRx | N/A | "Die NIRScap besteht aus einer Messkappe und Optodenhaltern. Die Optodenhalter passen in die Schlitze der Messkappe." (Direktes Zitat aus dem NIRScap Getting Started Guide von NIRx) |
| NIRx Optodenquellen (x 2) | NIRx | Referenz #: GC359 | "8-Quellen-Bündel für faserlose optische Beleuchtung mit Doppelspitze; 240 cm lang." (Direktes Zitat aus der NIRx Packliste Beschreibung) |
| NIRx Optodendetektoren (x 2) | NIRx | Referenz #: GC359 | "Bundle mit 8x aktiven Sensoren für faserlose optische Detektion; Doppelspitze; 240 cm lang." (Direktes Zitat aus der NIRx-Packliste Beschreibung) |
| NIRx Short Distance Detector Probes | NIRx | N/A | "Die Sonden werden in einem Bündel von acht Detektorclips geliefert, das die Kopplung von Kurzstreckendaten von acht unabhängigen Quellenstandorten an einen gemeinsamen Detektorkanal am Gerät ermöglicht." (Direktes Zitat aus dem NIRx Short Distance Detector Probes Getting Started Guide) |
| Software (in alphabetischer Reihenfolge) | |||
| Aurora | NIRx N | /A | "NIRSport 2 Acquisition Software. Aurora fNIRS verbindet sich über Wi-Fi oder USB mit Ihrem NIRSport 2-Gerät und kann mit nur wenigen Klicks eine vollständige experimentelle Konfiguration einrichten. Dank des automatisierten Signaloptimierungsalgorithmus sorgt Aurora fNIRS für eine optimale Signalqualität, bevor eine Messung gestartet wird. Rohdaten, HbO- und Hb-Konzentrationsänderungen können in Echtzeit in verschiedenen Anzeigemodi visualisiert werden. Darüber hinaus sind High-End-Visualisierungen des gesamten Kopfes sofort verfügbar. Aufgezeichnete Daten können über das integrierte Lab Streaming Layer (LSL)-Protokoll exportiert werden, was eine Echtzeitverarbeitung in Brain-Computer Interface (BCI) und Neurofeedback-Paradigmen ermöglicht." (Direktes Zitat von nirx.net/software) |
| Matlab | Math Works | N/A | "MATLAB® kombiniert eine Desktop-Umgebung, die auf iterative Analyse- und Designprozesse abgestimmt ist, mit einer Programmiersprache, die Matrix- und Array-Mathematik direkt ausdrückt. Es enthält den Live-Editor zum Erstellen von Skripten, die Code, Ausgabe und formatierten Text in einem ausführbaren Notebook kombinieren." (Direktes Zitat von mathworks.com) |
| NIRS Toolbox | Entwickelt von Huppert Brain Imaging Lab | N/A | "NIRS toolbox ist ein Matlab-basiertes Analyseprogramm." (Direktes Zitat von huppertlab.net/nirs-toolbox-2/) |
| PsychoPy | Python | N/A | "PsychoPy ist ein Open-Source-Softwarepaket, das im Python-Programm geschrieben wurde, einer Ming-Sprache, die hauptsächlich für uns in den Neurowissenschaften und in der experimentellen Psychologieforschung entwickelt wurde." (Direktes Zitat von psychopy.org) |
| Lower Tech/Cost Research Supplies* (in alphabetischer Reihenfolge) | |||
| AmazonBasics 60-Zoll-Leichtes Stativ mit Tasche | Amazon-Artikelmodell | #: WT3540 | Dieses leichte Stativ ist perfekt für die meisten Kameras bis zu 6,6 Pfund. Die Einrichtung ist schnell und einfach. Die mitgelieferte Tasche macht die Aufbewahrung und den Transport zum Kinderspiel. Das Stativ" s Beine können ab 20" ausgefahren werden bis 48". Die Beinverschlüsse lassen sich sanft lösen und gleiten leicht auf die gewünschte Höhe. Kurbeln Sie die Mittelstütze hoch, um ein Stativ mit einer Größe von 60 Zoll zu erhalten hoch. (Direktes Zitat von Amazon.com) |
| iPod Touch x 2 | Apple | N/A | Smart-Gerät mit integriertem Beschleunigungssensor. |
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| Stoppuhr | Office Depot/Office Max | Artikel # 357698 | "Bietet Zwischenzeitmessung, auf 1/100 Sekunde genau. Enthält 6 Funktionen — Stunde, Minute, Sekunde, Tag, Monat und Jahr." (Direktes Zitat von officedepot.com) |
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| *Diese Artikel oder vergleichbare Artikel können aus einer Reihe anderer Quellen bezogen werden |
