Versioni riviste e compatibili con la neuroimaging della schermata Dual Task

Abbiamo sviluppato l'originale Dual Task Screen (DTS) come misura portatile a basso costo in grado di valutare gli atleti con lieve lesione cerebrale traumatica indotta dallo sport. Abbiamo rivisto il DTS originale per un uso clinico futuro e sviluppato una versione compatibile con la neuroimaging del DTS per misurare le basi neurali delle prestazioni del singolo e del doppio compito.

Il lavoro precedente ha utilizzato misure di doppio test per valutare gli atleti con commozione cerebrale recente. Il nostro protocollo è importante perché abbiamo creato una misura più breve ed economica che consente l'imaging neurologico simultaneo. Se efficace nell'ottenere un maggiore costo del doppio compito negli atleti con commozione cerebrale, la nostra misura dello screening del doppio compito sarà applicabile per l'uso in una varietà di contesti clinici.

Per un singolo compito secondario degli arti inferiori, posiziona tre blocchi yoga in posizione orizzontale esattamente a 4,5 metri di distanza lungo una passerella di 18 metri e attacca saldamente i dispositivi intelligenti a entrambe le caviglie del partecipante. Istruisci il partecipante che dovrà camminare il più velocemente possibile mentre scavalca gli ostacoli e tocca rapidamente entrambi gli accelerometri per avviare il test utilizzando un cronometro per misurare il tempo impiegato dal partecipante per completare l'attività. Quando il tallone del partecipante colpisce il suolo, verranno generati dati grezzi che possono essere analizzati per valutare le caratteristiche dell'andatura del partecipante.

Alla fine del compito, informa il partecipante del tempo impiegato per completare il compito dalla sua condizione motoria singola. Quindi chiedi al partecipante di dire quante più parole possibile che iniziano con una lettera particolare. Per un doppio sottocompito degli arti inferiori, dopo aver istruito il partecipante su come eseguire il compito, tocca entrambi gli accelerometri per avviare il compito e cronometrare il partecipante mentre supera gli ostacoli il più rapidamente possibile, affermando contemporaneamente il maggior numero possibile di parole che iniziano con una lettera particolare.

Per una singola sottoattività dell'arto superiore, utilizzare del nastro adesivo per segnare una distanza di 1,5 metri da un muro e istruire il partecipante a stare dietro il nastro. Posiziona un cesto di palline da tennis accanto al partecipante e chiedigli di completare un lancio del muro con le mani alternate per 30 secondi utilizzando una nuova palla dal canestro per tutte le palline che non riesce a prendere. Alla fine del compito, chiedi al partecipante di sottrarre in sequenza sette da un dato numero per 30 secondi.

Per un doppio sottocompito dell'arto superiore, chiedi al partecipante di eseguire il lancio del muro con mani alternate sottraendo in sequenza sette da un dato numero per 30 secondi, selezionando una nuova palla dal canestro dopo eventuali errori, se necessario. Per impostare un'attività compatibile con il neuroimaging, posiziona i blocchi yoga in posizione verticale per segnare l'inizio e la fine di una passerella di 15 metri e posiziona due blocchi yoga in posizione orizzontale esattamente a cinque metri di distanza lungo la passerella di 15 metri. Quindi segnare una distanza di 1,5 metri da una superficie liscia della parete.

Quindi, misurare la circonferenza della testa del partecipante e posizionare un cappuccio fNIRS di dimensioni adeguate con optodi preposizionati e rilevatori a canale corto sulla testa del partecipante. Accendi un laptop di acquisizione dedicato e collega il laptop alla rete WiFi del dispositivo fNIRS. Nel software di acquisizione fNIRS, selezionare il dispositivo fNIRS ed eseguire una calibrazione per ottimizzare l'intensità della luce.

Al termine della calibrazione, controllare i livelli di segnale degli optodi che devono essere accettabili o eccellenti. Per correggere eventuali optodi con un livello di segnale inferiore a quello accettabile, rimuovere l'optodo dal cappuccio e separare i capelli del partecipante per garantire un collegamento diretto al cuoio capelluto del partecipante. Per acquisire i dati di neuroimaging delle sottoattività degli arti inferiori, aprire il software di presentazione dello stimolo e selezionare il file delle sottoattività degli arti inferiori.

Chiedi al partecipante di sedersi su una sedia e fai clic su Inizia per iniziare a raccogliere i dati fNIRS di base. Inserisci l'ID del soggetto, l'arto inferiore, l'età e il sesso nella finestra popup e fai clic su avvia esperimento. Informa il partecipante che sta iniziando un periodo di riposo tranquillo e premi la barra spaziatrice per iniziare un periodo di riposo di 60 secondi.

Al termine del periodo di riposo, spiegare al partecipante il programma delle attività degli arti inferiori e premere la barra spaziatrice per iniziare la prima prova. Dopo che sono stati eseguiti 15 studi randomizzati delle sotto-task degli arti inferiori, far riposare il partecipante per altri 60 secondi sulla sedia. Al termine del periodo di riposo, uscire dal file delle sottoattività nel software di presentazione dello stimolo e interrompere l'acquisizione dei dati nel software di acquisizione dati fNIRS.

Quindi rimuovere gli accelerometri dalle caviglie del partecipante e utilizzare il software per eseguire l'analisi degli arti superiori come dimostrato. Al termine del periodo di riposo, spiegare al partecipante il programma delle attività degli arti superiori e premere la barra spaziatrice per iniziare la prima prova. In queste analisi rappresentative di tre partecipanti di sesso maschile, si osservano una velocità dell'andatura più lenta, una durata media del passo più lunga e una maggiore variabilità nella durata del passo durante le attività in doppia condizione rispetto a quelle singole.

Al contrario, due dei tre partecipanti non hanno mostrato cambiamenti nel numero di passi totali o nella lunghezza media del passo in condizioni di motore singolo rispetto a doppio compito. Due partecipanti su tre hanno anche generato meno parole durante la condizione di doppio compito cognitivo rispetto alla condizione di compito singolo. Tutti e tre i partecipanti maschi avevano un costo motorio a doppio compito con meno catture di successo osservate durante la condizione di doppio compito rispetto alla condizione di motore singolo.

In due dei tre partecipanti sono state osservate anche meno sottrazioni corrette durante la condizione di doppio compito rispetto alla condizione di compito singolo. Qui si può osservare una mappa del posizionamento delle 15 sorgenti LED e dei 15 rilevatori sulla testa del partecipante. L'uso del cappuccio fNIRS durante le prove di sotto-task degli arti inferiori e superiori consente la misurazione e il confronto dei livelli di emoglobina ossigenata prodotti dal partecipante durante i sotto-task a doppio e singolo motore.

Durante la schermata del doppio test compatibile con il neuroimaging, la cosa più importante da ricordare è fornire al partecipante le istruzioni corrette per i compiti e garantire la loro comprensione. Poiché l'fNIRS ci consente solo di valutare le strutture corticali superficiali, i nostri dati potrebbero suggerire che dovremmo completare il neuroimaging complementare utilizzando qualcosa come la fMRI per valutare le strutture cerebrali più profonde.