גרסאות מתוקנות ותואמי דימות מוחי של מסך המשימה הכפולה

עבודות קודמות השתמשו במדדי בדיקה כפולים כדי להעריך ספורטאים עם זעזוע מוח לאחרונה. הפרוטוקול שלנו משמעותי מכיוון שיצרנו אמצעי קצר וחסכוני יותר המאפשר הדמיה מוחית בו זמנית. אם יעיל ביצירת עלות גדולה יותר של משימה כפולה אצל ספורטאים עם זעזוע מוח, מדד מסך המשימה הכפולה שלנו יהיה ישים לשימוש במגוון מסגרות קליניות.

עבור תת-משימת גפיים תחתונות במצב יחיד, הניחו שלושה קוביות יוגה במצב אופקי במרחק של 4.5 מטר בדיוק זה מזה לאורך שביל של 18 מטר והצמידו בחוזקה מכשירים חכמים לשני הקרסוליים של המשתתף. הנחו את המשתתף שהוא יצטרך ללכת מהר ככל האפשר תוך כדי דריכה מעל המכשולים ולהקיש במהירות על שני מדי התאוצה כדי להתחיל את המבחן באמצעות שעון עצר כדי למדוד את הזמן שלוקח למשתתף להשלים את המשימה. כאשר העקב של המשתתף פוגע בקרקע, ייווצרו נתונים גולמיים שניתן לנתח כדי להעריך את מאפייני ההליכה של המשתתף.

בסיום המשימה, הודיעו למשתתף על הזמן שלקח לו להשלים את המשימה ממצבו המוטורי היחיד. לאחר מכן בקשו מהמשתתף לומר כמה שיותר מילים שמתחילות באות מסוימת. עבור תת-משימה כפולה של הגפיים התחתונות, לאחר שהדרכתם את המשתתף כיצד לבצע את המשימה, הקישו על שני מדי התאוצה כדי להתחיל את המשימה ותזמנו את המשתתף בזמן שהוא עובר מכשולים במהירות האפשרית תוך כדי אמירת כמה שיותר מילים המתחילות באות מסוימת.

עבור תת משימה בודדת של הגפיים העליונות, השתמשו במסקינטייפ כדי לסמן מרחק של 1.5 מטר מהקיר ולהורות למשתתף לעמוד מאחורי הסרט. הניחו סל כדורי טניס ליד המשתתף ובקשו מהמשתתף להשלים זריקת קיר בידיים לסירוגין למשך 30 שניות באמצעות כדור חדש מהסל עבור כל כדור שהוא לא מצליח לתפוס. בסוף המשימה, בקשו מהמשתתף להחסיר שבע ברצף ממספר נתון למשך 30 שניות.

עבור תת-משימת גפיים עליונות כפולות, בקשו מהמשתתף לבצע את הטלת הקיר בידיים לסירוגין תוך חיסור שבע ממספר נתון למשך 30 שניות, תוך בחירת כדור חדש מהסל לאחר כל החמצה לפי הצורך. כדי להגדיר משימה תואמת הדמיה מוחית, מקם קוביות יוגה במצב אנכי כדי לסמן את ההתחלה והסיום של שביל הליכה באורך 15 מטר והנח שתי קוביות יוגה במצב אופקי בדיוק חמישה מטרים זה מזה לאורך שביל 15 מטר. לאחר מכן סמן מרחק של 1.5 מטר ממשטח קיר חלק.

לאחר מכן, מדדו את היקף הראש של המשתתף והניחו מכסה fNIRS בגודל מתאים עם אופטודות שהוצבו מראש וגלאי תעלות קצרות על ראשו של המשתתף. הפעל מחשב נייד ייעודי לרכישה וחבר את המחשב הנייד לרשת ה-WiFi של מכשיר fNIRS. בתוכנת הקליטה fNIRS, בחר את התקן fNIRS ובצע כיול כדי למטב את עוצמת האור.

בסיום הכיול, בדוק את רמות האות של האופטודות שאמורות להיות מקובלות או מצוינות. כדי לתקן אופטודות עם רמת אות נמוכה מהמקובלת, הסירו את האופטודה מהכובע וחלקו את שיער המשתתף כדי להבטיח חיבור ישיר לקרקפת המשתתף. כדי לרכוש נתוני הדמיה מוחית של תת-משימה בגפיים התחתונות, פתח את תוכנת הצגת הגירוי ובחר את קובץ תת-המשימה של הגפיים התחתונות.

בקשו מהמשתתף לשבת בכיסא וללחוץ על התחל כדי להתחיל לאסוף נתוני fNIRS בסיסיים. הזן את מזהה הנושא, הגפה התחתונה, הגיל והמין בחלון המוקפץ ולחץ על התחל ניסוי. הודע למשתתף שמתחילה תקופת מנוחה שקטה ולחץ על מקש הרווח כדי להתחיל תקופת מנוחה של 60 שניות.

בתום תקופת המנוחה, הסבירו למשתתף את לוח הזמנים של משימות הגפיים התחתונות ולחצו על מקש הרווח כדי להתחיל את הניסיון הראשון. לאחר ביצוע 15 ניסויים אקראיים של תת-משימות הגפיים התחתונות, בקשו מהמשתתף לנוח עוד 60 שניות בכיסא. בתום תקופת המנוחה, צא מקובץ תת-המשימה בתוכנת הצגת הגירוי ועצור את רכישת הנתונים בתוכנת רכישת הנתונים fNIRS.

לאחר מכן הסר את מדי התאוצה מהקרסוליים של המשתתף והשתמש בתוכנה כדי לבצע את ניתוח הגפיים העליונות כפי שהודגם. בתום תקופת המנוחה, הסבירו למשתתף את לוח הזמנים של משימות הגפיים העליונות ולחצו על מקש הרווח כדי להתחיל את הניסיון הראשון. בניתוחים מייצגים אלה של שלושה משתתפים גברים, נצפו מהירות הליכה איטית יותר, משך צעד ממוצע ארוך יותר ושונות גדולה יותר במשך הצעד במהלך משימות כפולות בהשוואה למצב יחיד.

לעומת זאת, שניים מתוך שלושה משתתפים לא הראו שינויים במספר הצעדים הכולל או באורך הצעד הממוצע בתנאי מנוע יחיד לעומת מטלה כפולה. שניים מתוך שלושה משתתפים גם הפיקו פחות מילים במהלך תנאי המשימה הקוגניטיבית הכפולה בהשוואה למצב המשימה היחידה. לכל שלושת המשתתפים הגברים הייתה עלות מוטורית של משימה כפולה עם פחות תפיסות מוצלחות שנצפו במהלך מצב המשימה הכפולה בהשוואה למצב המוטורי היחיד.

פחות חיסורים נכונים במהלך תנאי המשימה הכפולה נצפו גם בשניים מתוך שלושת המשתתפים בהשוואה לתנאי המשימה הבודדת. כאן ניתן לצפות במפה של מיקום 15 מקורות ה-LED ו-15 הגלאים על ראשו של המשתתף. השימוש במכסה fNIRS במהלך ניסויי תת-המשימות בגפיים התחתונות והעליונות מאפשר מדידה והשוואה של רמות ההמוגלובין המחומצן המיוצר על ידי המשתתף במהלך תת-המשימות המוטוריות הכפולות והיחידות.

במהלך מסך הבדיקה הכפולה התואם להדמיה מוחית, הדבר החשוב ביותר שיש לזכור הוא לספק למשתתף את ההוראות הנכונות למשימות ולהבטיח את הבנתם. מאחר ש-fNIRS מאפשר לנו להעריך רק מבנים שטחיים בקליפת המוח, הנתונים שלנו עשויים להציע שאנו צריכים להשלים דימות מוחי משלים באמצעות משהו כמו fMRI כדי להעריך מבנים עמוקים יותר במוח.