הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

גרסאות מתוקנות ותואמי דימות מוחי של מסך המשימה הכפולה

3.1K צפיות

⸱

DOI:

10.3791/61678

⸱

5 באוקטובר 2020

 ,  ,  ,  ,  , 
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

* These authors contributed equally

במאמר זה

סיכום

פיתחנו את מסך המשימה הכפולה (DTS) המקורי כאמצעי נייד בעלות נמוכה שיכול להעריך ספורטאים עם פגיעה מוחית טראומטית קלה הנגרמת על ידי ספורט. תיקנו את ה-DTS המקורי לשימוש קליני עתידי ופיתחנו גרסה תואמת דימות מוחי של ה-DTS למדידת בסיסים עצביים של ביצועי משימה יחיד וכדואלי.

תקציר

פרדיגמות משימה כפולה בו זמנית להעריך יכולות מוטוריות וקוגניטיביות, והם יכולים לזהות עדין, שאריות ליקויים ספורטאים עם פגיעה מוחית טראומטית קלה לאחרונה (mTBI). עם זאת, פרדיגמות המשימה הכפולה בעבר התמקדו אך ורק במיומנויות גפיים נמוכות יותר והסתמכו על ציוד מעבדה מסורבל ויקר - ובכך הגבילו את המעשיות שלהם להערכת mTBI יומיומית. לאחר מכן, פיתחנו את מסך המשימה הכפולה (DTS), שלוקח <10 דקות לנהל ולהבקיע, משתמש בציוד נייד בעלות נמוכה, וכולל תת פעילויות בגפיים התחתונות (LE) ובגפיים העליונות (UE). מטרת כתב היד הזה הייתה כפולה. ראשית, אנו מתארים את פרוטוקול הניהול עבור DTS המתוקן, אשר תיקנו כדי לטפל במגבלות של DTS המקורי. באופן ספציפי, התיקונים כללו תוספות של מכשירים חכמים כדי לרכוש נתוני הליכה מפורטים יותר והכללה של תנאים קוגניטיביים בודדים כדי לבדוק ביצועים קוגניטיביים משובשים בתנאי משימה כפולה. חשוב לציין, DTS המתוקן הוא מדד המיועד לשימוש קליני עתידי, ואנו מציגים תוצאות מייצגות משלושה ספורטאים גברים כדי להמחיש את סוג הנתונים הקליניים שניתן לרכוש מהמדד. חשוב לציין, יש לנו עדיין להעריך את הרגישות והספציפיות של DTS המתוקן ספורטאים עם mTBI, שהיא יוזמת המחקר הבאה. המטרה השנייה של כתב יד זה היא לתאר גרסה תואמת דימות מוחי של DTS. פיתחנו גרסה זו כדי שנוכל להעריך את היסודות העצביים של ביצועי משימה יחיד וכפילי, להבנה אמפירית טובה יותר של הגירעונות ההתנהגותיים הקשורים ל- mTBI. לפיכך, כתב יד זה מתאר גם את הצעדים שנקטנו כדי לאפשר מדידת ספקטרוסקופיה כמעט אינפרא-אדום פונקציונלית בו זמנית (fNIRS) במהלך ה- DTS, יחד עם האופן שבו רכשנו והשלמנו עיבוד ברמה הראשונה של נתוני fNIRS.

מבוא

בכל שנה, 42 מיליון אנשים ברחבי העולם סובלים מפגיעות מוח טראומטיות קלות (mTBIs)1. למרות שפעם נחשב שפיר, מחקר חדש מציין כי mTBIs, במיוחד mTBIs לחזור, יכול לעורר השלכות שליליות מתמשכות, כגון הפרעות פיזיות, קוגניטיביות, ושינה2,3,4. לאחר מכן, חוקרים וקלינאים מחפשים הערכות משופרות ושיטות טיפול כדי להבין ולטפל mTBI.

עד כה, שיטת העבודה הטובה ביותר להערכת mTBI כוללת סימפטומים שדווחו על ידי עצמם ומדידה אובייקטיבית של תפקוד נוירוקוגניטיבי ומוטורי5. עם זאת, אנשים מסוימים, כמו ספורטאים ברמת קולג'ים תחרותיים, ידועים בתת דיווח סימפטומים הקשורים mTBI6, הגבלת התועלת של דוחות סימפטום. אמצעים אובייקטיביים neurocognitive ותפקוד מוטורי יש גם מגבלות, כולל אמינות בדיקה חוזרת ירודה, הסתמכות על בדיקות בסיסיות, או קושי מספיק עבור ספורטאים בעלי ביצועים גבוהים7,8,9. עם זאת, פרדיגמות משימה כפולה - אשר בו זמנית להעריך יכולות מוטוריות וקוגניטיביות - יכול לזהות עדין, ליקויים שיורית עשוי להיות שימושי במיוחד להערכת ספורטאים בעלי ביצועים גבוהים10,11,12,13,14.

מחקרים קודמים שהשתמשו בפרדיגמות של משימות כפולות שילבו לעתים קרובות ציוד מעבדה מסורבל ויקר, כגון מערכות לכידתתנועה 14, כדי להעריך ספורטאים בעלי ביצועים גבוהים. בעוד שמערכות אלה יכולות למדוד במדויק ליקויים מוטוריים עדינים, הן אינן מעשיות לשימוש בהערכת mTBI יומיומית בשל עלות ציוד גבוהה, ניידות מוגבלת ותקופות ניהול ארוכות (כלומר, ≥ 45 דקות לאדם). יתר על כן, מחקרים רבים בעבר פרדיגמה משימה כפולה התמקדו אך ורק על פלג הגוף התחתון או מיומנויות גפיים תחתון, כגון איזון אוהליכה 11,12,13,14. ניתן לטעון כי תפקוד הגפיים העליונות וקואורדינציה של עין-יד חשובים גם לספורטאים בעלי ביצועים גבוהים בספורט רבים. לכן, פיתחנו את מסך המשימה הכפולה (DTS), שהוא מדד קצר שנועד להינתן ולהבקיע ב - <10 דקות עם מכשירים ניידים וזולים. DTS מקורי זה כלל תת-פעילות של קיצוניות תחתונה (LE) וגפיים עליונות (UE), אשר העריכו את מהירות ההליכה (באמצעות סטופר) ותיאום עין-יד בתנאי מנוע יחיד ומשימות כפולות15.

במחקר ההיתכנות הראשון, 32 משתתפות מתבגרות בריאות ונשים השלימו את ה-DTS המקורי. מחקר זה נועד לקבוע כי DTS יכול לעורר עלויות מנוע משימה כפולה, כפי שצוין על ידי ביצועים מוטוריים מופחתים במהלך משימה כפולה לעומת תנאי מנוע יחיד. ביקשנו גם לקבוע כי DTS יכול להיות מנוהל והבקיע בתוך פחות מ 10 דקות. גילינו שלכל המשתתפים היו ביצועים ירודים יותר של מנוע משימה כפולה בתת פעילות אחת לפחות. בנוסף, הצלחנו לנהל את DTS בממוצע של 5.63 דקות ולהבקיע את המבחן ב 2-3 דקות15.

למרות שמבחן ההיתכנות הראשון הצליח, התגלו כמה מגבלות. בעיקר, מהירות ההליכה נמדדה עם סטופרים, אשר נוטים לטעות אנוש טבעית. לכן, ב- DTS המתוקן השתמשנו במכשירים חכמים עם מדי תאוצה מובנים (טבלת חומרים) על כל קרסול. תוספת זו שמרה על השימוש במכשירים ניידים וזולים ועדיין סיפקה מדדים מתוחכמים של מהירות הליכה, מספר כולל של צעדים, אורך צעד ממוצע, משך צעד ממוצע ושונות משך הצעד. מגבלה נוספת של DTS המקורי היה היעדר תנאים קוגניטיביים בודדים, אשר מנע הערכה של עלויות קוגניטיביות משימה כפולה. עלויות קוגניטיביות של משימות כפולות מוגדרות כביצועים קוגניטיביים ירודים יותר במהלך המשימה הכפולה לעומת מצב קוגניטיבי יחיד. לאחר מכן, עבור תת הפעילויות LE ו- UE, הוספנו מצב קוגניטיבי יחיד (המתואר בפרוטוקול).

בנוסף לפיתוח מדד לשימוש קליני עתידי, אחת המטרות ארוכות הטווח של הקבוצה היא להעריך את היסודות העצביים של ביצועי משימה יחיד וכפילי בספורטאים בריאים ולהשוות ממצאים אלה לספורטאים עם mTBI הנגרמת על ידי ספורט. לכן, יצרנו גרסה תואמת הדמיה מוחית של DTS. אנו מבקשים לקבוע אם ניתן לשנות בהצלחה את ה- DTS לשימוש עם מדידת ספקטרוסקופיה כמעט אינפרא-אדום פונקציונלית בו-זמנית (fNIRS), ואנו משתמשים בהתקן fNIRS נייד שתוכנן במיוחד כדי להתאים לתנועה מוטורית ברוטו על-ידי הפחתת ההשפעה של ממצאי תנועה. כמו כן, למכשיר זה יש את הכמות הגדולה ביותר של כיסוי ראש, למיטב ידיעתנו, עבור מכשירים ניידים הזמינים כיום למטרות מחקר(טבלת החומרים).

לסיכום, פרוטוקול המחקר נועד לבצע את הפעולות הבאות:

  1. תאר את פרוטוקול הניהול עבור מסך המשימה הכפולה (DTS) המתוקן, שהוא מדד שעצבנו מחדש כדי להתמודד עם המגבלות של DTS15 המקורי ומדד המיועד לשימוש קליני עתידי.
  2. תאר את פרוטוקול המחקר עבור מסך המשימה הכפולה (DTS) התואם להמחשת המוח, אשר תכננו להעריך את היסודות העצביים של ביצועי משימה יחיד וכפילי.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

כל הליכי המחקר אושרו על ידי ועדת הביקורת המוסדית (IRB) באוניברסיטת קולורדו סטייט, וכל המשתתפים הבוגרים סיפקו הסכמה מדעת בכתב לפני השלמת כל הליכי המחקר. הסכמה מדעת בכתב ניתנה על ידי הורים למשתתפים מתחת לגיל 18, ומשתתפים קטינים גם סיפקו הסכמה בכתב לפני השלמת כל הליכי הלימוד.

1. מסך פעילות כפול מתוקן (DTS)

  1. תת-מטזית של קיצוניות תחתונה (LE)
    1. התחל את התנאי המוטורי היחיד.
      1. מניחים שלושה בלוקים יוגה במצב אופקי בדיוק 4.5 מ 'זה מזה לאורך שביל 18 מ '.
      2. חבר בחוזקה מכשירים חכמים לכל קרסול כדי לזהות שביתות עקב ולקבל מאפייני הליכה.
      3. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
      4. הורה למשתתפים ללכת מהר ככל האפשר תוך כדי דריכה על מכשולים. התחל איסוף נתונים בטלפונים החכמים והקש בחדות על המכשירים בו-זמנית ליישור הזמן הבא של שני זרמי הנתונים הנפרדים מהרגליים השמאלית והימנית.
      5. מדוד את הזמן עד הסוף באמצעות סטופר המופעל ביד.
      6. הפסק הקלטת וידאו.
    2. התחל את המצב הקוגניטיבי היחיד.
      1. ספר למשתתף את הזמן שהוקצה לו עבור מצב זה, תוך שימוש בזמן ההשלמה ממצבו המוטורי היחיד (עיגול עד שנייה מלאה).
      2. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
      3. הורה למשתתפים לציין מילים רבות ככל האפשר המתחילות באות מסוימת (A או F).
        הערה: אותיות מאוזנות בין המשתתפים ובין תנאי המשימה הבודדת והכוכבית. המספרים מאוזנים בין המשתתפים ובין תנאי הפעילות הבודדת והכפילה.
      4. הפסק הקלטת וידאו.
    3. הפעל את תנאי הפעילות הכפולה.
      1. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
      2. הורה למשתתפים ללכת מהר ככל האפשר תוך דריכה על מכשולים ובו זמנית לציין מילים רבות ככל שהם יכולים שמתחילים באות מסוימת (A או F). הקש במהירות על שני מדי התאוצה כדי להתחיל את המצב.
      3. מדוד את הזמן עד הסוף באמצעות סטופר המופעל ביד.
      4. הפסק הקלטת וידאו.
  2. תת-פעילויות של קיצוניות עליונה (UE)
    1. התחל את התנאי המוטורי היחיד.
      1. מדוד מרחק של 1.5 מטרים מקיר, סמן בקלטת מיסוך, והנחה את המשתתף לעמוד מאחורי הקלטת.
      2. מניחים סל של כדורי טניס ליד המשתתף.
      3. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
      4. הורה למשתתף להשלים השלמת השלמת קיר עם ידיים לסירוגין למשך 30 שניות. אמור למשתתף שאם הוא לא מצליח לתפוס כדור, יש לרכוש כדור חדש מסל כדורי הטניס. מדוד זמן שחלף עם סטופר.
      5. הפסק הקלטת וידאו.
    2. התחל את המצב הקוגניטיבי היחיד.
      1. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
      2. אמור למשתתף שהוא יתבקש להחסיר ברצף ב-7 ממספר נתון (100 או 150) למשך 30 שניות. מדוד זמן שחלף עם סטופר.
      3. הפסק הקלטת וידאו.
        הערה: אותיות מאוזנות בין המשתתפים ובין תנאי המשימה הבודדת והכוכבית. המספרים מאוזנים בין המשתתפים ובין תנאי הפעילות הבודדת והכפילה.
    3. הפעל את תנאי הפעילות הכפולה.
      1. בקשו מהמשתתף לעמוד במרחק של 1.5 מטרים מהקיר.
      2. מניחים סל של כדורי טניס ליד המשתתף.
      3. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
      4. הורה למשתתף להשלים השלמת השלמת קיר עם ידיים לסירוגין למשך 30 שניות. הודע למשתתף כי בעת זריקה ותפיסת הכדורים, הוא יתבקש להחסיר ברצף ב-7 ממספר נתון (100 או 150) למשך 30 שניות. אמור למשתתף שאם הוא לא מצליח לתפוס כדור, יש לרכוש כדור חדש מסל כדורי הטניס. מדוד זמן שחלף עם סטופר.
      5. הפסק הקלטת וידאו.
        הערה: אותיות מאוזנות בין המשתתפים ובין תנאי המשימה הבודדת והכוכבית. המספרים מאוזנים בין המשתתפים ובין תנאי הפעילות הבודדת והכפילה.

2. מסך משימה כפולה תואם דימות מוחי (DTS)

  1. הגדרת DTS
    1. מניחים בלוקי יוגה במצב אנכי כדי לסמן את ההתחלה והסיום של שביל 15 מ '.
    2. מניחים שני בלוקי יוגה במצב אופקי בדיוק 5 מ 'זה מזה לאורך שביל 15 מ '.
    3. למדוד ולסמן עם סרט מיסוך מרחק 1.5 מ 'ממשטח קיר חלק.
    4. הקימו חצובה בתחילת שביל 15 מ '.
  2. הנח את התקן fNIRS על ראשו של המשתתף.
    1. מדוד את היקף הראש של המשתתף ובחר מכסה fNIRS בגודלמתאים (טבלת חומרים)עם אופודות ממוקמות מראש וגלאי ערוצים קצרים.
    2. הפעל מחשב נייד ייעודי לרכישה והתחבר לרשת ה- WiFi של מכשיר fNIRS.
    3. פתח את תוכנת הרכישה fNIRS ובחר את התקן fNIRS.
    4. בצע כיול כדי למטב את עוצמת האור ולבדוק את רמות האות האופטוד. רמות האות צריך להיות מקובל או מעולה.
    5. לתקן את כל optodes עם רמת אות פחות מקובל על ידי הסרת optode מן הכובע ופרידה השיער של המשתתף כדי להבטיח חיבור ישיר של optode לקרקפת של המשתתף.
  3. מניחים מדי תאוצה על קרסולי המשתתף.
    1. חבר בחוזקה מכשירים חכמים לכל קרסול כדי לזהות שביתות עקב ולקבל מאפייני הליכה.
  4. התחל רכישת נתוני תת-משימות LE.
    1. פתח את תוכנת מצגת הגירוי (שולחן החומרים).
    2. בחר את קובץ תת הפעילויות של LE.
    3. בקשו מהמשתתף לשבת על כיסא כהכנה לתקופת מנוחה שקטה של 60 שניות.
    4. חזור לתוכנת הרכישה fNIRS ולחץ על לחצן התחל כדי להתחיל לאסוף נתוני fNIRS. הזן נושא ID_LE, גיל ומין בחלון המוקפץ ולחץ על התחל.
    5. חזור לתוכנת מצגת הגירוי, הודע למשתתף כי מנוחה שקטה תתחיל, ולחץ על שטח כדי להתחיל את תקופת המנוחה של 60 שניות.
    6. בתום תקופת המנוחה, זהה איזה מצב LE Subtask (מנוע יחיד, קוגנטיבי יחיד או משימה כפולה) נבחר לניסוי1 st. ספק למשתתף הוראות עבור גירסת ניסיון זו.
      1. הוראות מוטוריות בודדות: הורה למשתתף ללכת מהר ככל האפשר, תוך כדי דריכה על המכשולים, במשך 30 שניות. תגיד למשתתף שהוא יתחיל כאשר החוקר הראשי יגיד "התחל". זה יתרחש מיד לאחר שחוקר משני מקיש על מדי התאוצה. הורה למשתתף להפסיק ללכת כאשר החוקר הראשי אומר "עצור". בנוסף, כאשר החוקר הראשי אומר "עצור", המשתתף צריך לשים את הרגליים שלו יחד ולהישאר דומם ככל האפשר. בשלב זה, החוקר המשני יקיש על מדי התאוצה בפעם השנייה ויניח סמן (פתק דביק) על הרצפה שבה עצר המשתתף.
      2. הוראות קוגניטיביות בודדות: הורה למשתתף להישאר עומד בתחילת שביל 15 מ '. בעמידה, הוא יתבקש לומר כמה שיותר מילים שמתחילות באות מסוימת.
      3. הוראות משימה כפולה: הורה למשתתף ללכת מהר ככל האפשר תוך כדי דריכה על המכשולים ובו זמנית לציין מילים רבות ככל האפשר החל באות מסוימת. להודיע לו / לה כי הוא / היא יהיו גם 30 שניות למצב זה. אמור למשתתף שהוא יתחיל כאשר החוקר הראשי יגיד "התחל". זה יתרחש מיד לאחר שחוקר משני מקיש על מדי התאוצה. הורה למשתתף להפסיק ללכת כאשר החוקר הראשי אומר "עצור". בנוסף, כאשר החוקר הראשי אומר "עצור", המשתתף צריך לשים את הרגליים שלו יחד ולהישאר דומם ככל האפשר. בשלב זה, החוקר המשני יקיש על מדי התאוצה בפעם השנייה ויניח סמן (פתק דביק) על הרצפה שבה עצר המשתתף.
    7. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
    8. לחץ על מקש הרווח כדי להתחיל את המשפטברחוב 1. לפקח על טיימר 30 s על תוכנת מצגת גירוי; אמור למשתתף להפסיק כאשר חלפו 30 שניות.
    9. זהה אתגירסת הניסיון השנייה וספק למשתתף הוראות. חזור על התהליך עד שהמשתתף ישלים 15 ניסויים אקראיים של תת התת-משימות של LE.
    10. הפסק הקלטת וידאו.
    11. הודע למשתתף כי ישלים תקופת מנוחה נוספת של 60 מושבים. לאחר שהמשתתף יושב, לחץ על התחל כדי להתחיל את תקופת המנוחה.
    12. לאחר תקופת המנוחה, צא מקובץ תת הפעילויות LE בתוכנת הצגת הגירוי. הפסק את רכישת הנתונים בתוכנה לרכישת נתונים של fNIRS, אך אל תצא מהתוכנה.
      הערה: אותיות אקראיות (על-ידי תוכנת הצגת הגירויים) בין ניסויים ומאוזנים-נגדית בין המשתתפים ובין תנאי משימה יחידים וכאליים. אותיות דומות ברמת הקושי וכוללות: W, D, F, T, S, H, M, A, B ו- P. Numbers הם אקראיים (על-ידי תוכנת הצגת הגירוי) בין ניסויים ומאוזנים בין המשתתפים ובין תנאי משימה יחידים וכפולים. המספרים כללו: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 ו- 240.
  5. הסר מדי תאוצה מהקרסוליים של המשתתף. עבור למקטע במסדרון המיועד לתת התת-תומרה של UE.
  6. התחל רכישת נתוני תת-פעילויות של UE.
    1. פתח את תוכנת הצגת הגירוי.
    2. בחר את קובץ תת הפעילויות של UE.
    3. בקשו מהמשתתף לשבת על כיסא כהכנה לתקופת מנוחה שקטה של 60 שניות.
    4. חזור לתוכנת הרכישה fNIRS ולחץ על לחצן התחל כדי להתחיל לאסוף נתוני fNIRS. הזן נושא ID_UE, גיל ומין בחלון המוקפץ ולחץ על התחל.
    5. חזור לתוכנת הצגת הגירויים, הודע למשתתף שתקופת המנוחה השקטה עומדת להתחיל, ולחץ על Space כדי להתחיל תקופת מנוחה של 60 שניות.
    6. בתום תקופת המנוחה, זהה איזה מצב UE Subtask (מנוע יחיד, קוגנטיבי יחיד או משימה כפולה) נבחר לניסוי1 st. ספק למשתתף הוראות עבור גירסת ניסיון זו.
      1. הוראות מוטוריות בודדות: הורו למשתתף לעמוד במרחק של 1.5 מטרים מהקיר. מניחים סל של כדורי טניס ליד המשתתף. הורה למשתתף להשלים השלמת השלמת קיר עם ידיים לסירוגין למשך 30 שניות. אמור למשתתף שאם הוא לא מצליח לתפוס כדור, יש לרכוש כדור חדש מסל כדורי הטניס.
      2. הוראות קוגניטיביות בודדות: הורה למשתתף להישאר עומד ספר למשתתף שהוא יתבקש להחסיר ברצף ב-7 ממספר נתון למשך 30 שניות.
      3. הוראות משימה כפולה: הורה למשתתף להשלים הטלת קיר עם ידיים לסירוגין למשך 30 שניות. הודע למשתתף כי בעת זריקה ותפיסת הכדורים, הוא יתבקש להחסיר ברצף ב-7 ממספרנתון 2 ל-30 שניות. אמור למשתתף שאם הוא לא מצליח לתפוס כדור, יש לרכוש כדור חדש מסל כדורי הטניס.
    7. התחל הקלטת וידאו עם מצלמת וידאו על חצובה.
    8. לחץ על מקש הרווח כדי להתחיל את המשפטברחוב 1. לפקח על טיימר 30 s על תוכנת מצגת גירוי; אמור למשתתף להפסיק כאשר חלפו 30 שניות.
    9. זהה אתגירסת הניסיון השנייה וספק למשתתף הוראות. חזור על התהליך עד שהמשתתף ישלים 15 ניסויים אקראיים של תת הפעילויות של UE.
    10. הפסק הקלטת וידאו.
    11. הודע למשתתף כי ישלים תקופת מנוחה נוספת של 60 מושבים. לאחר שהמשתתף יושב, לחץ על התחל כדי להתחיל את תקופת המנוחה.
    12. לאחר תקופת המנוחה, צא מקובץ Subtask של UE בתוכנת הצגת הגירוי. הפסק את רכישת הנתונים בתוכנה לרכישת נתונים של fNIRS ולאחר מכן צא מהתוכנה.
  7. הסר את מכסה fNIRS מראשו של המשתתף.
    הערה: אותיות אקראיות (על-ידי תוכנת הצגת הגירויים) בין ניסויים ומאוזנים-נגדית בין המשתתפים ובין תנאי משימה יחידים וכאליים. אותיות דומות ברמת הקושי וכוללות: W, D, F, T, S, H, M, A, B ו- P. Numbers הם אקראיים (על-ידי תוכנת הצגת הגירוי) בין ניסויים ומאוזנים בין המשתתפים ובין תנאי משימה יחידים וכפולים. המספרים כללו: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 ו- 240.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

המשתתפים
המשתתפים גויסו מקבוצות תיכון מקומיות ומקבוצות ספורט בין-קוליות אוניברסיטאיות וקבוצות ספורט של מועדונים באמצעות עלוני מפה לאוזן ופרסומות. המשתתפים נדרשו להיות בין הגילאים 15-22 ולעסוק בהשתתפות קבועה בספורט מגע מאורגן. ספורט מגע כלל את כל ענפי הספורט שבהם יש צורך במגע פיזי עם חברי צוות או יריבים במהלך משחק שגרתי. המשתתפים גם היו צריכים להיות בעלי ראייה ושמיעה נורמליים או מתוקנים, ללא היסטוריה של מצבים נוירולוגיים או פסיכיאטריים, וללא היסטוריה של פגיעה מוחית טראומטית בינונית או חמורה, לפי דיווח ...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

בכתב יד זה, תיארנו את פרוטוקול הניהול עבור מסך המשימה הכפולה (DTS) החדש ששונה. תיקונים אלה הושלמו כדי לטפל במגבלות שזוהו ב- DTS15 המקורי וכללו תוספת של תנאים קוגניטיביים יחידים לבדיקת עלויות קוגניטיביות של משימות כפולות. הוא כלל גם תאוצה מבוססת מכשיר חכם כדי למדוד במדויק יותר מאפייני הליכה. כללנו תוצאות מייצגות הממחישות את סוג הנתונים הקליניים שניתן לרכוש באמצעות DTS. תיארנו גם את פרוטוקול המחקר עבור מסך המשימה הכפולה (DTS) התואם להמחשת המוח, אשר תכננו להעריך את היסודות העצביים של ביצועי משימה יחי...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים אין ניגודי אינטרסים לחשוף.

תודות

אנחנו רוצים להודות לגברת איזבל בות', סטודנטית מצטיינת מאוניברסיטת קולורדו שסייעה בניתוח נתוני תאוצה. ברצוננו גם לאשר מימון מ NIH K12 HD055931 ו K01 HD096047-02 שהונפקו המחבר J.S.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
<חזק>חומרה (בסדר אלפביתי)
NIRx NIRSport2 מכשיר: NSP2-CORE1616NIRxהתייחסות #: GC359"ה-NIRSport 2 היא פלטפורמת ספקטרוסקופיה פונקציונלית אלחוטית ידידותית למשתמש, מודולרית וחזקה (fNIRS) המודדת תגובות המודינמיות לנוירו-אקטיביות באמצעות שינויים בהמוגלובין אוקסי, דאוקסי וסך הכל בקליפת המוח. ה-NIRSport 2 מגיע עם שורה של שדרוגים ומודולים מוכנים ליישום כדי לענות על הצרכים של מגוון רחב של יישומי מדעי המוח הקוגניטיביים." (ציטוט ישיר מ-nirx.net/nirsport)
NIRx NIRSCap (זמין ב-5 גדלים שונים)NIRxN/A"ה-NIRScap מורכב ממכסה מדידה ומחזיקי אופטודה. מחזיקי האופטודות נכנסים לחריצים של מכסה המדידה." (ציטוט ישיר ממדריך תחילת העבודה של NIRx)
NIRx Optode Sources (x 2)NIRxReference #: GC359"8-source active source bundel לתאורה אופטית ללא סיבים עם קצה כפול; אורך 240 ס"מ." (ציטוט ישיר מתיאור רשימת האריזה של NIRx)
גלאי אופטודות NIRx (x 2)הפניה של NIRx#: GC359"חבילה של חיישנים פעילים פי 8 לזיהוי אופטי ללא סיבים; קצה כפול; אורך 240 ס"מ." (ציטוט ישיר מתיאור רשימת האריזה של NIRx)
NIRx בדיקות גלאי למרחקים קצריםNIRxN/A"הבדיקות מגיעות בצרור של שמונה מהדקי גלאים המאפשרים צימוד של נתונים למרחקים קצרים משמונה אתרי מקורות עצמאיים לערוץ גלאי משותף אחד במכשיר." (ציטוט ישיר מגלאי המרחקים הקצרים של NIRx מדריך לתחילת העבודה של בדיקות)
<תוכנה חזקה>(בסדר אלפביתי)
AuroraNIRxN/A"NIRSport 2 Acquistion Software. Aurora fNIRS מתחבר למכשיר NIRSport 2 שלך באמצעות Wi-Fi או USB ויכול להגדיר תצורה ניסיונית מלאה במספר לחיצות בלבד. הודות לאלגוריתם אופטימיזציית האותות האוטומטי, Aurora fNIRS מבטיח איכות אות אופטימלית לפני תחילת המדידה. ניתן להמחיש נתונים גולמיים, שינויי ריכוז HbO ו-Hb בזמן אמת במספר מצבי תצוגה. בנוסף, הדמיות ראש שלם מתקדמות זמינות באופן מיידי. ניתן לייצא נתונים מוקלטים באמצעות פרוטוקול Lab Streaming Layer (LSL) האינטגרטיבי, המאפשר עיבוד בזמן אמת בפרדיגמות ממשק מוח-מחשב (BCI) ונוירופידבק." (ציטוט ישיר מ-nirx.net/software)
MatlabMath WorksN/A"MATLAB® משלבת סביבת שולחן עבודה המכוונת לתהליכי ניתוח ועיצוב איטרטיביים עם שפת תכנות המבטאת ישירות מתמטיקה של מטריצה ומערך. הוא כולל את העורך החי ליצירת סקריפטים המשלבים קוד, פלט וטקסט מעוצב במחברת הפעלה." (ציטוט ישיר מ-mathworks.com)
NIRS Toolboxפותח על ידי Huppert Brain ImagingLab N/A"ארגז הכלים של NIRS הוא תוכנית ניתוח מבוססת Matlab." (ציטוט ישיר מ-huppertlab.net/nirs-toolbox-2/)
PsychoPyPythonN/A"PsychoPy היא חבילת תוכנה בקוד פתוח שנכתבה בתוכנית Python, שפת המינג בעיקר עבורנו במדעי המוח ובמחקר פסיכולוגיה חווייתית." (ציטוט ישיר מ-psychopy.org)
Lower Tech/Cost Research Supplies* (בסדר אלפביתי)
AmazonBasics חצובה קלת משקל בגודל 60 אינץ' עם תיקדגם פריט אמזון#: WT3540חצובה קלת משקל זו מושלמת עבור רוב המצלמות עד 6.6 פאונד. ההתקנה מהירה וקלה. התיק המצורף הופך את האחסון וההובלה למהירים. החצובה' הרגליים יכולות להימשך מ-20 אינץ' עד 48 אינץ'. מנעולי רגליים משתחררים בצורה חלקה ומחליקים בקלות לגובה הרצוי. העלה את העמוד המרכזי לחצובה בגודל 60 אינץ' גבוה. (ציטוט ישיר מ-Amazon.com)
iPod Touch x 2AppleN/Aמכשיר חכם עם מד תאוצה מובנה.
מצלמת וידאו Panasonic Full HD מצלמת וידאו HC-V180K, זום אופטי פי 50, חיישן BSI בגודל 1/5.8 אינץ', תצוגת LCD בגודל 2.7 אינץ' התומכת במגע (שחור)דגם פריט של אמזון#: HC-V180Kמצלמת וידיאו Panasonic Full HD HC-V180K קומפקטית, קלת משקל וקלה לשימוש, מביאה חוויה מהנה ונטולת דאגות לצילום וידאו ברזולוציה גבוהה. מצלמת 1080p זו, הכוללת מייצב תמונה בעל 5 צירים ליציבות ידנית מקסימלית, זום אופטי ארוך במיוחד של 50X וזום חכם של עד 90X ממקדים במהירות אובייקטים רחוקים. עדשת זווית רחבה נוחה של 28 מ"מ מאפשרת לך להתאים יותר אנשים ונופים לסביבות כמו חתונות, מפגשים וחופשות. חיישן BSI מתקדם מבטיח איכות תמונת וידאו בתאורה חלשה בעוד ש-Panasonic פונקציית Level Shot מזהה ומפצה באופן אוטומטי על הטיית המצלמה המסיחה את הדעת. להנאה נוספת, המצלמה כוללת אפקטי סינון יצירתיים כגון סרט 8 מ"מ, סרט שקט, אפקט מיניאטורי והקלטת קיטועי זמן, כולם נגישים בקלות במסך מגע LCD בגודל 2.7 אינץ'. מיקרופון זום דו-ערוצי פועל במקביל לזום כדי להבטיח שמע חד וברור מקרוב או בכל מרחק." (ציטוט ישיר מ-Amazon.com)
הערות פוסט-איט, 3 אינץ' x 3 אינץ', צהוב קנרי, חבילה של 18 רפידותאופיס דיפו/אופיס מקספריט # 1230652"פרסם את זה® הערות נדבקות היטב ומוסרות בצורה נקייה, וכוללות דבק ייחודי המיועד לשימוש על נייר."
סקוטש 232 מסקינטייפ, 1 אינץ' x 60 יארדאופיס דיפו/אופיס מקסימוםפריט # 910588"נייר דבק בעל ביצועים גבוהים מייצר קווי צבע חדים בפעולות אפיית צבע בטמפרטורה בינונית. סקוטש טייפ מספק הסרה נקייה בכל פעם, אפילו על משטחים שבאופן מסורתי קשה להסרה." (ציטוט ישיר מ-officedepot.com)
סרט מדידה של Stanley Tools Leverlock, סטנדרטי, 25 'x 1 אינץ'להב אופיס דיפו/Office מקסימוםפריט #389512"כלל הקלטת כולל החזרת חשמל עם נעילה תחתונה אוטומטית להפעלה קלה. צבע המארז בעל הנראות הגבוהה מקל על מציאתו. וו מיוחד Tru-Zero מאפשר שימוש במסמר כציר לציור עיגולים וקשתות. כלל הסרט מציע וו מרובה ולהב מצופה פולימר לחיים ארוכים יותר, מגן בלאי להב ואחיזת גומי נוחה. להב מוגן עמיד בפני שחיקה, שמנים, לכלוך ורוב הממיסים. כלל הטייפ שולט באימפריאל עם רגליים רצופות למעלה וסנטימטרים רצופים למטה אחרי הרגל הראשונה. תפס החגורה שלו מאפשר נשיאה קלה." (ציטוט ישיר מ-officedepot.com)
שעון עצראופיס דיפו/אופיס מקסימוםפריט # 357698"מציע תזמון מפוצל, מדויק עד 1/100 של שנייה. כולל 6 פונקציות — שעה, דקה, שנייה, יום, חודש ושנה." (ציטוט ישיר מ-officedepot.com)
Tourna Ballport Deluxe Tennis Ball Hopper עם גלגלים - מחזיק 80 כדוריםאמזוןפריט דגם #: BPD-80W"יציאת בלון 80 דלוקס מכילה 80 כדורים ומגיעה עם גלגלים ליכולת תמרון קלה. הידיות ארוכות במיוחד בגודל 33 אינץ' להזנה ואיסוף נוחים יותר. קל משקל מאוד אך עמיד הופך את זה לאחד ההופרים המובחרים ביותר בשוק. עמוס בתכונות פטנט: רגליים ננעלות במצב למעלה ולמטה. סורגים בחלק העליון נסגרים כך שהכדורים לא נופלים במהלך ההובלה. סורגים מתגלגלים בתחתית כך שהכדור מחליק לתוך המיכל בקלות." (ציטוט ישיר מ-Amazon.com)
כדורי טניס ללא לחץ טורנה עם תיק ויניל (45 חבילת כדורים)דגם פריט של אמזון#: EPTB-4545 כדורי טניס ללא לחץ בתיק ויניל. לתיק רוכסן לסגירה מאובטחת. כדורים הם בגודל ויסות ועמידים. מתאים למכונות אימון או כדור טניס. כדורים הם פחות לחץ כך שהם אף פעם לא מתים. ללא לחץ פירושו שהם לעולם לא מתים, מה שהופך אותם לנהדרים לאימוני טניס, מכונות כדור, מילוי סלי כדור וקופסאות, או סתם לוודא שחיית המחמד שלך נהנית שעות של כיף לרדוף אחרי הכדורים האלה. הם מתאימים למשגרי כדורי כלבים בסגנון צ'אק-איט ומשגרי כדורים אוטומטיים. גומי עמיד ולבד פרימיום מבטיחים שהשימוש בהם יכול להיות אוניברסלי, בין אם אתה שחקן טניס מתחיל או בעלים של חיות מחמד." (ציטוט ישיר מ-Amazon.com)
סקוטש סקוטשN/Aרצועות ועטיפות דביקות; משמש לאבטחת מכשירים חכמים.
חבילת יוגה בלוק 2 – 2 קוביות אימון קלות משקל בצפיפות גבוהה 4 x 6 x 9 אינץ' תומכות בכל התנוחות - לבנים קלות משקל ורב-תכליתיות ללא ריח (הערה: יש צורך ב-6 בלוקים למסך משימה כפולה)אמזוןN/A"בלוקים אלה עשויים מקצף EVA ממוחזר בצפיפות גבוהה ומספקים תמיכה איתנה במגוון רחב של תנוחות יוגה שונות. זה ישפר את היציבה שלך ותוכל להישאר בתנוחות מאתגרות לאורך זמן." (ציטוט ישיר מ-Amazon.com)
*ניתן להשיג פריטים אלה או פריטים דומים ממספר מקורות אחרים
"

מקורות

  1. Gardner, R. C., Yaffe, K. Epidemiology of mild traumatic brain injury and neurodegenerative disease. Molecular and Cellular Neuroscience. 66, Pt B 75-80 (2015).
  2. Oyegbile, T. O., Dougherty, A., Tanveer, S., Zecavati, N., Delasobera, B. E. High Sleep Disturbance and Longer Concussion Duration in Repeat Concussions. Behavioral Sleep Medicine. , 1-8 (2019).
  3. Schatz, P., Moser, R. S., Covassin, T., Karpf, R. Early indicators of enduring symptoms in high school athletes with multiple previous concussions. Neurosurgery. 68 (6), 1562-1567 (2011).
  4. Yrondi, A., Brauge, D., LeMen, J., Arbus, C., Pariente, J. Depression and sports-related concussion: A systematic review. La Presse Médicale. 46 (10), 890-902 (2017).
  5. Haider, M. N., et al. A systematic review of criteria used to define recovery from sport-related concussion in youth athletes. British Journal of Sports Medicine. 52 (18), 1179-1190 (2018).
  6. Conway, F. N., et al. Concussion Symptom Underreporting Among Incoming National Collegiate Athletic Association Division I College Athletes. Clinical Journal of Sport Medicine. 30 (3), 203-209 (2020).
  7. Broglio, S. P., Guskiewicz, K. M., Norwig, J. If You're Not Measuring, You're Guessing: The Advent of Objective Concussion Assessments. Journal of Athletic Training. 52 (3), 160-166 (2017).
  8. Broglio, S. P., Katz, B. P., Zhao, S., McCrea, M., McAllister, T. Test-retest reliability and interpretation of common concussion assessment tools: Findings from the NCAA-DoD CARE Consortium. Sports Medicine. 48 (5), 1255-1268 (2018).
  9. Howell, D. R., et al. Examining Motor Tasks of Differing Complexity After Concussion in Adolescents. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 100 (4), 613-619 (2019).
  10. Buttner, F., et al. Concussed athletes walk slower than non-concussed athletes during cognitive-motor dual-task assessments but not during single-task assessments 2 months after sports concussion: a systematic review and meta-analysis using individual participant data. British Journal of Sports Medicine. 54 (2), 94-101 (2020).
  11. Howell, D. R., Buckley, T. A., Lynall, R. C., Meehan, W. P. I. Worsening dual-task gait costs after concussion and their association with subsequent sport-related injury. Journal of Neurotrauma. 35 (14), 1630-1636 (2018).
  12. Howell, D. R., Kirkwood, M. W., Provance, A., Iverson, G. L., Meehan, W. P. Using concurrent gait and cognitive assessments to identify impairments after concussion: a narrative review. Concussion. 3 (1), 54(2018).
  13. Lee, H., Sullivan, S. J., Schneiders, A. G. The use of the dual-task paradigm in detecting gait performance deficits following a sports-related concussion: a systematic review and meta-analysis. Journal of Science and Medicine in Sport. 16 (1), 2-7 (2013).
  14. Solomito, M. J., et al. Motion analysis evaluation of adolescent athletes during dual-task walking following a concussion: A multicenter study. Gait Posture. 64, 260-265 (2018).
  15. Stephens, J. A., Nicholson, R., Slomine, B., Suskauer, S. Development and pilot testing of the dual task screen in healthy adolescents. American Journal of Occupational Therapy. 72 (3), (2018).
  16. Ptak, R. The frontoparietal attention network of the human brain: action, saliency, and a priority map of the environment. Neuroscientist. 18 (5), 502-515 (2012).
  17. Jasper, H. Report of the committee on methods of clinical examination in electroencephalography: 1957. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 10 (2), 370-375 (1958).
  18. Brigadoi, S., Cooper, R. J. How short is short? Optimum source-detector distance for short-separation channels in functional near-infrared spectroscopy. Neurophotonics. 2 (2), 025005(2015).
  19. Sato, T., et al. Reduction of global interference of scalp-hemodynamics in functional near-infrared spectroscopy using short distance probes. Neuroimage. 141, 120-132 (2016).
  20. Scholkmann, F., et al. A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology. Neuroimage. 85, Pt 1 6-27 (2014).
  21. Baker, W. B., et al. Modified Beer-Lambert law for blood flow. Biomedical Optics Express. 5 (11), 4053-4075 (2014).
  22. Barker, J. W., Aarabi, A., Huppert, T. J. Autoregressive model based algorithm for correcting motion and serially correlated errors in fNIRS. Biomedical Optics Express. 4 (8), 1366-1379 (2013).
  23. Aguirre, G. K., Zarahn, E., D'Esposito, M. The variability of human, BOLD hemodynamic responses. Neuroimage. 8 (4), 360-369 (1998).
  24. Stephens, J. A., Liu, P., Lu, H., Suskauer, S. J. Cerebral Blood Flow after Mild Traumatic Brain Injury: Associations between Symptoms and Post-Injury Perfusion. Journal of Neurotrauma. 35 (2), 241-248 (2018).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

fNIRS
גרסאות מתוקנות ותואמי דימות מוחי של מסך המשימה הכפולה
צור קשר
המלצה לספרייה

פרטיות

תנאי שימוש

מדיניות

2026 © זכויות יוצרים MyJoVE Corporation. כל הזכויות שמורות.