Versiones revisadas y compatibles con neuroimagen de la pantalla de doble tarea

Desarrollamos la pantalla de doble tarea original (DTS) como una medida portátil y de bajo costo que puede evaluar a los atletas con lesiones cerebrales traumáticas leves inducidas por deportes. Revisamos el DTS original para su uso clínico futuro y desarrollamos una versión compatible con la neuroimagen del DTS para medir los fundamentos neuronales del rendimiento de una y dos tareas.

Trabajos anteriores han utilizado medidas de prueba dual para evaluar a los atletas con una conmoción cerebral reciente. Nuestro protocolo es importante porque hemos creado una medida más corta y rentable que permite la neuroimagen simultánea. Si es eficaz para provocar un mayor costo de doble tarea en atletas con conmoción cerebral, nuestra medida de detección de doble tarea será aplicable para su uso en una variedad de entornos clínicos.

Para una subtarea de extremidad inferior de una sola condición, coloque tres bloques de yoga en posición horizontal exactamente a 4,5 metros de distancia a lo largo de una pasarela de 18 metros y conecte firmemente dispositivos inteligentes a ambos tobillos del participante. Indique al participante que tendrá que caminar lo más rápido posible mientras pasa por encima de los obstáculos y toque rápidamente ambos acelerómetros para comenzar la prueba usando un cronómetro para medir el tiempo que le toma al participante completar la tarea. A medida que el talón del participante toca el suelo, se generarán datos en bruto que se pueden analizar para evaluar las características de la marcha del participante.

Al final de la tarea, informe al participante del tiempo que le tomó completar la tarea desde su condición motora única. Luego pida al participante que diga tantas palabras como pueda que comiencen con una letra en particular. Para una subtarea doble de la extremidad inferior, después de instruir al participante cómo realizar la tarea, toque ambos acelerómetros para iniciar la tarea y cronometrar al participante mientras pasa por encima de los obstáculos lo más rápido posible mientras dice simultáneamente tantas palabras como sea posible que comiencen con una letra en particular.

Para una sola subtarea de la extremidad superior, use cinta adhesiva para marcar una distancia de 1,5 metros de una pared e indique al participante que se pare detrás de la cinta. Coloque una canasta de pelotas de tenis al lado del participante y pídale al participante que complete un lanzamiento de pared con manos alternas durante 30 segundos usando una pelota nueva de la canasta para cualquier pelota que no pueda atrapar. Al final de la tarea, pida al participante que reste secuencialmente siete de un número determinado durante 30 segundos.

Para una subtarea doble de la extremidad superior, haga que el participante realice el lanzamiento de la pared con manos alternas mientras resta secuencialmente siete de un número dado durante 30 segundos, seleccionando una nueva pelota de la canasta después de cualquier fallo según sea necesario. Para configurar una tarea compatible con neuroimagen, coloque bloques de yoga en posición vertical para marcar el inicio y el final de una pasarela de 15 metros y coloque dos bloques de yoga en posición horizontal exactamente a cinco metros de distancia a lo largo de la pasarela de 15 metros. A continuación, marque una distancia de 1,5 metros de una superficie de pared lisa.

A continuación, mida la circunferencia de la cabeza del participante y coloque en la cabeza del participante un gorro fNIRS del tamaño adecuado con optodos precolocados y detectores de canal corto. Encienda una computadora portátil de adquisición dedicada y conecte la computadora portátil a la red WiFi del dispositivo fNIRS. En el software de adquisición fNIRS, seleccione el dispositivo fNIRS y realice una calibración para optimizar la intensidad de la luz.

Al final de la calibración, verifique los niveles de señal de los optótodos, que deben ser aceptables o excelentes. Para arreglar cualquier optodo con un nivel de señal inferior al aceptable, retire el optodo de la gorra y separe el cabello del participante para garantizar una conexión directa con el cuero cabelludo del participante. Para adquirir datos de neuroimagen de la subtarea de las extremidades inferiores, abra el software de presentación de estímulos y seleccione el archivo de la subtarea de las extremidades inferiores.

Pida al participante que se siente en una silla y haga clic en iniciar para comenzar a recopilar datos fNIRS de referencia. Introduzca el ID del sujeto, la extremidad inferior, la edad y el sexo en la ventana emergente y haga clic en iniciar experimento. Informe al participante que está comenzando un período de descanso tranquilo y presione la barra espaciadora para iniciar un período de descanso de 60 segundos.

Al final del período de descanso, explique al participante el cronograma de tareas de las extremidades inferiores y presione la barra espaciadora para comenzar la primera prueba. Después de que se hayan realizado 15 ensayos aleatorios de las subtareas de las extremidades inferiores, haga que el participante descanse durante otros 60 segundos en la silla. Al final del período de descanso, salga del archivo de subtarea en el software de presentación de estímulos y detenga la adquisición de datos en el software de adquisición de datos fNIRS.

A continuación, retire los acelerómetros de los tobillos del participante y utilice el software para realizar el análisis de las extremidades superiores como se demuestra. Al final del período de descanso, explique al participante el cronograma de tareas de la extremidad superior y presione la barra espaciadora para comenzar la primera prueba. En estos análisis representativos de tres participantes masculinos, se observa una velocidad de marcha más lenta, una mayor duración media de los pasos y una mayor variabilidad en la duración de los pasos durante las tareas duales en comparación con las de una sola condición.

Por el contrario, dos de los tres participantes no mostraron cambios en el número de pasos totales o en la longitud media de los pasos en condiciones de un solo motor frente a las de dos tareas. Dos de cada tres participantes también generaron menos palabras durante la condición de tarea cognitiva dual en comparación con la condición de tarea única. Los tres participantes masculinos tuvieron un costo motor de doble tarea con menos capturas exitosas observadas durante la condición de doble tarea en comparación con la condición de motor único.

También se observaron menos sustracciones correctas durante la condición de tarea dual en dos de los tres participantes en comparación con la condición de tarea única. Aquí, se puede observar un mapa de la ubicación de las 15 fuentes LED y los 15 detectores en la cabeza del participante. El uso del gorro fNIRS durante los ensayos de subtareas de las extremidades inferiores y superiores permite medir y comparar los niveles de hemoglobina oxigenada producidos por el participante durante las subtareas de motor dual y único.

Durante la prueba dual compatible con neuroimagen, lo más importante que hay que recordar es proporcionar al participante las instrucciones correctas para las tareas y garantizar su comprensión. Debido a que fNIRS solo nos permite evaluar estructuras corticales superficiales, nuestros datos pueden sugerir que deberíamos completar la neuroimagen complementaria utilizando algo como fMRI para evaluar estructuras cerebrales más profundas.