Poprawione i kompatybilne z neuroobrazowaniem wersje ekranu Dual Task

W poprzednich pracach wykorzystano podwójne testy do oceny sportowców z niedawnym wstrząśnieniem mózgu. Nasz protokół jest istotny, ponieważ stworzyliśmy krótszą, opłacalną miarę, która umożliwia jednoczesne neuroobrazowanie. Jeśli nasza metoda badania przesiewowego z podwójnym zadaniem będzie skuteczna w wywoływaniu większych kosztów podwójnego zadania u sportowców ze wstrząsem mózgu, będzie miała zastosowanie w różnych warunkach klinicznych.

W przypadku pojedynczego zadania podrzędnego dotyczącego kończyny dolnej umieść trzy klocki do jogi w pozycji poziomej dokładnie 4,5 metra od siebie wzdłuż 18-metrowego chodnika i mocno przymocuj inteligentne urządzenia do obu kostek uczestnika. Poinstruuj uczestnika, że będzie musiał iść tak szybko, jak to możliwe, przechodząc przez przeszkody i szybko dotknij obu akcelerometrów, aby rozpocząć test za pomocą stopera, aby zmierzyć czas potrzebny uczestnikowi na wykonanie zadania. Gdy pięta uczestnika uderza o ziemię, generowane są surowe dane, które można przeanalizować w celu oceny charakterystyki chodu uczestnika.

Na koniec zadania poinformuj uczestnika o czasie, jaki zajęło mu wykonanie zadania z jego pojedynczego stanu motorycznego. Następnie poproś uczestnika, aby wypowiedział jak najwięcej słów zaczynających się na określoną literę. W przypadku zadania podrzędnego dotyczącego podwójnej kończyny dolnej, po poinstruowaniu uczestnika, jak wykonać zadanie, dotknij obu akcelerometrów, aby rozpocząć zadanie i zmierzyć czas uczestnika, podczas gdy on przechodzi przez przeszkody tak szybko, jak to możliwe, jednocześnie wypowiadając jak najwięcej słów zaczynających się na określoną literę.

W przypadku pojedynczego zadania cząstkowego dotyczącego kończyny górnej użyj taśmy maskującej, aby zaznaczyć odległość 1,5 metra od ściany i poinstruuj uczestnika, aby stanął za taśmą. Umieść kosz z piłkami tenisowymi obok uczestnika i poproś uczestnika, aby wykonał rzut ścianą naprzemiennie rękami przez 30 sekund, używając nowej piłki z kosza dla wszystkich piłek, których nie uda mu się złapać. Na koniec zadania poproś uczestnika, aby przez 30 sekund sekwencyjnie odejmował siedem od danej liczby.

W przypadku zadania podrzędnego dotyczącego podwójnej kończyny górnej, poproś uczestnika, aby wykonał rzut ścianą naprzemiennie rękami, jednocześnie sekwencyjnie odejmując siedem od podanej liczby przez 30 sekund, wybierając nową piłkę z kosza po ewentualnym chybieniu, jeśli to konieczne. Aby skonfigurować zadanie kompatybilne z neuroobrazowaniem, umieść klocki do jogi w pozycji pionowej, aby zaznaczyć początek i koniec 15-metrowego chodnika, a następnie umieść dwa klocki do jogi w pozycji poziomej dokładnie pięć metrów od siebie wzdłuż 15-metrowego chodnika. Następnie zaznacz 1,5 metra odległości od gładkiej powierzchni ściany.

Następnie zmierz obwód głowy uczestnika i umieść na głowie uczestnika nasadkę fNIRS o odpowiedniej wielkości z wcześniej umieszczonymi optodami i detektorami krótkich kanałów. Włącz dedykowany laptop akwizycyjny i podłącz go do sieci Wi-Fi urządzenia fNIRS. W oprogramowaniu do akwizycji fNIRS wybierz urządzenie fNIRS i wykonaj kalibrację, aby zoptymalizować natężenie światła.

Pod koniec kalibracji sprawdź poziomy sygnału optod, które powinny być akceptowalne lub doskonałe. Aby naprawić wszelkie optody z poziomem sygnału niższym niż akceptowalny, usuń optodę z nasadki i rozdziel włosy uczestnika, aby zapewnić bezpośrednie połączenie ze skórą głowy uczestnika. Aby uzyskać dane z podzadania neuroobrazowania kończyny dolnej, otwórz oprogramowanie do prezentacji bodźca i wybierz plik podzadania kończyny dolnej.

Poproś uczestnika, aby usiadł na krześle i kliknął start, aby rozpocząć zbieranie podstawowych danych fNIRS. Wprowadź identyfikator podmiotu, kończynę dolną, wiek i płeć w wyskakującym okienku, a następnie kliknij rozpocznij eksperyment. Poinformuj uczestnika, że rozpoczyna się okres spokojnego odpoczynku i naciśnij spację, aby rozpocząć 60-sekundowy okres odpoczynku.

Pod koniec okresu odpoczynku wyjaśnij uczestnikowi harmonogram zadań dotyczących kończyn dolnych i naciśnij spację, aby rozpocząć pierwszą próbę. Po wykonaniu 15 randomizowanych prób podzadań kończyny dolnej poproś uczestnika, aby odpoczął przez kolejne 60 sekund na krześle. Na koniec okresu odpoczynku wyjdź z pliku podzadania w oprogramowaniu do prezentacji bodźców i zatrzymaj akwizycję danych w oprogramowaniu do akwizycji danych fNIRS.

Następnie zdejmij akcelerometry z kostek uczestnika i użyj oprogramowania do przeprowadzenia analizy kończyny górnej, jak pokazano. Pod koniec okresu odpoczynku wyjaśnij uczestnikowi harmonogram zadań kończyny górnej i naciśnij spację, aby rozpocząć pierwszą próbę. W tych reprezentatywnych analizach trzech uczestników płci męskiej obserwuje się wolniejszą prędkość chodu, dłuższy średni czas trwania kroku i większą zmienność czasu trwania kroku podczas zadań podwójnych w porównaniu z pojedynczymi warunkami.

Natomiast dwóch z trzech uczestników nie wykazało żadnych zmian w liczbie całkowitych kroków ani średniej długości kroku w warunkach pojedynczego silnika w porównaniu z podwójnym zadaniem. Dwóch na trzech uczestników wygenerowało również mniej słów podczas warunku podwójnego zadania poznawczego w porównaniu z warunkiem pojedynczego zadania. Wszyscy trzej uczestnicy płci męskiej mieli koszt motoryczny podwójnego zadania, przy czym zaobserwowano mniej udanych połowów w warunkach podwójnego zadania w porównaniu ze stanem pojedynczego silnika.

Mniej prawidłowych odejmowań podczas warunku podwójnego zadania zaobserwowano również u dwóch z trzech uczestników w porównaniu z warunkiem pojedynczego zadania. Tutaj można zaobserwować mapę rozmieszczenia 15 źródeł LED i 15 detektorów na głowie uczestnika. Zastosowanie nasadki fNIRS podczas prób podzadań kończyny dolnej i górnej umożliwia pomiar i porównanie poziomów hemoglobiny natlenionej wytwarzanej przez uczestnika podczas podzadań dwu- i jednosilnikowych.

Podczas podwójnego ekranu testowego kompatybilnego z neuroobrazowaniem najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest przekazanie uczestnikowi prawidłowych instrukcji dotyczących zadań i zapewnienie ich zrozumienia. Ponieważ fNIRS pozwala nam ocenić tylko powierzchowne struktury kory mózgowej, nasze dane mogą sugerować, że powinniśmy przeprowadzić uzupełniające neuroobrazowanie za pomocą czegoś takiego jak fMRI do oceny głębszych struktur mózgu.