Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Behavior
Click here for the English version

Behavior

Пересмотренные и нейровизуализ-совместимые версии двойного экрана задачи

Published: October 5, 2020 doi: 10.3791/61678
Automatic Translation
*1, *1, 2, 3, 3, 1,2
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

Summary

Мы разработали оригинальный двойной экран задачи (DTS) в качестве портативной, недорогой меры, которая может оценить спортсменов со спортивной индуцированной легкой черепно-мозговой травмой. Мы пересмотрели оригинальный DTS для будущего клинического использования и разработали нейровизуализ-совместимую версию DTS для измерения нейронных основ одной и двойной производительности задачи.

Abstract

Двойные парадигмы задачи одновременно оценивают двигательные и когнитивные способности, и они могут обнаружить тонкие, остаточные нарушения у спортсменов с недавней легкой черепно-мозговой травмой (mTBI). Тем не менее, прошлые парадигмы двойной задачи были сосредоточены исключительно на навыках нижних конечностей и полагались на громоздкое, дорогостоящее лабораторное оборудование, тем самым ограничивая их практичность для повседневной оценки мТБИ. Впоследствии мы разработали Двойной экран задач (DTS), который занимает 10 минут, чтобы управлять и оценка, использует недорогое портативное оборудование, и включает в себя нижние конечности (LE) и верхние конечности (UE) подзадачи. Цель этой рукописи была двоякой. Во-первых, мы описываем протокол администрирования пересмотренного DTS, который мы пересмотрели для устранения ограничений первоначального DTS. В частности, изменения включали дополнения смарт-устройств для получения более подробных данных походки и включение отдельных когнитивных условий для проверки на нарушение когнитивных функций в условиях двойной задачи. Важно отметить, что пересмотренный DTS является мерой, предназначенной для будущего клинического использования, и мы представляем репрезентативные результаты от трех спортсменов-мужчин, чтобы проиллюстрировать тип клинических данных, которые могут быть получены из этой меры. Важно отметить, что нам еще предстоит оценить чувствительность и специфику пересмотренных DTS у спортсменов с mTBI, который является следующей исследовательской инициативой. Вторая цель этой рукописи заключается в том, чтобы описать нейровизуализ-совместимую версию DTS. Мы разработали эту версию, чтобы мы могли оценить нейронные основы одной и двойной производительности задачи, для лучшего эмпирического понимания поведенческих дефицитов, связанных с mTBI. Таким образом, в этой рукописи также описаны шаги, которые мы предприняли для одновременного функционального измерения ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS) во время DTS, а также то, как мы приобрели и завершили обработку данных fNIRS первого уровня.

Introduction

Каждый год 42 миллиона человек во всем мире страдают легкой черепно-мозговой травмой (мТБИ)1. Хотя когда-то считалось доброкачественным, новые исследования показывают, что mTBIs, особенно повторить mTBIs, может вызвать длительные негативные последствия, такие как физические,когнитивные, и нарушения сна 2,3,4. Впоследствии исследователи и клиницисты ищут расширенные оценки и методы лечения для понимания и решения mTBI.

На сегодняшний день, передовая практика для оценки mTBI включает в себя самостоятельно сообщили симптомы и объективное измерение нейрокогнитивных и двигательнойфункции 5. Тем не менее, некоторые люди, как и конкурентоспособные коллегиального уровня спортсменов, как известно, занижены mTBIсвязанных симптомов 6, ограничивая полезность симптомов докладов. Объективные нейрокогнитивные и двигательные функции также имеют ограничения, в том числе низкая надежность тестирования, зависимость от базового тестирования, или недостаточная трудность для высок-эффективныхспортсменов 7,8,9. Тем не менее, парадигмы двойной задачи - которые одновременно оценивают двигательные и когнитивные способности - могут обнаружить тонкие, остаточные нарушения и могут быть особенно полезны дляоценки высокяющих спортсменов 10,11,12,13,14.

Прошлые исследования с использованием парадигм двойной задачи часто включали громоздкое, дорогое лабораторное оборудование,такое как системы захвата движения 14,для оценки высокую провыполнения спортсменов. Хотя эти системы могут точно измерять тонкие двигательные нарушения, они непрактичны для использования в повседневной оценке mTBI из-за высокой стоимости оборудования, ограниченной портативности и длительного времени администрирования (т.е. ≥ 45 минут на человека). Кроме того, многие прошлые исследования парадигмы двойной задачи сосредоточены исключительно на нижней части тела или нижних конечностей навыки, такие как баланс илипоходка11,12,13,14. Возможно, функция верхних конечностей и зрительно-сосудовая координация также важны для высокяких спортсменов во многих видах спорта. Таким образом, мы разработали двойной экран задачи (DTS), который является краткой мерой, предназначенной для администрирования и забил в Lt;10 минут с портативными, недорогие инструменты. Этот оригинальный DTS включены нижние конечности (LE) и верхней конечности (UE) подзарядка, которая оценила скорость походки (с помощью секундомера) и зрительно-моторной координации в условияходного двигателя и двойной задачи 15.

В первом технико-экономическом обосновании 32 здоровых, женских подростковых участника завершили первоначальноЕ ДТС. Это исследование было разработано, чтобы установить, что DTS может вызвать двойную задачу двигательных расходов, о чем свидетельствует снижение производительности двигателя во время двойной задачи по сравнению с одним двигателем условиях. Мы также стремились установить, что DTS может управляться и забил менее чем за 10 минут. Мы обнаружили, что все участники имели более низкую двойную производительность двигателя задачи по крайней мере на одной подпой. Кроме того, мы смогли управлять DTS в среднем 5,63 минут и оценка теста в 2-3минуты 15.

Хотя первое технико-экономическое обоснование было успешным, были выявлены некоторые ограничения. В частности, скорость походки измерялась секундомерами, которые подвержены естественной человеческой ошибке. Поэтому в пересмотренном DTS мы использовали смарт-устройства со встроенными акселерометрами(Таблица материалов) накаждой лодыжке. Это дополнение поддерживало использование портативных недорогих инструментов, обеспечивая при этом сложные показатели скорости походки, общее количество шагов, среднюю длину шага, среднюю продолжительность шага и изменчивость продолжительности шага. Другим ограничением первоначального DTS было отсутствие одиночных познавательных условий, которые предотвратили оценку двойных цен познавательной задачи. Двойная задача когнитивных затрат определяются как более низкая когнитивная производительность во время двойной задачи по сравнению с одним когнитивным состоянием. Впоследствии, как для LE и UE subtasks, мы добавили одно когнитивное состояние (описано в Протоколе).

В дополнение к разработке меры для будущего клинического использования, одна из долгосрочных целей команды заключается в оценке нейронных основ одной и двойной производительности задачи у здоровых спортсменов и противопоставить эти выводы спортсменам со спортивными индуцированной mTBI. Таким образом, мы создали нейровизуализ-совместимую версию DTS. Мы стремимся определить, можно ли успешно модифицировать DTS для использования с одновременным функциональным измерением ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS), и мы используем мобильное устройство fNIRS, специально разработанное для размещения движения валового двигателя за счет снижения влияния артефактов движения. Кроме того, это устройство имеет наибольшее количество головного покрытия, к нашим знаниям, для мобильных устройств, которые в настоящее время доступны для исследовательскихцелей (Таблица материалов).

Таким образом, протокол исследования предназначен для лечения следующих:

  1. Опишите протокол администрирования пересмотренного двойного целевого экрана (DTS), который является мерой, которую мы переработали для устранения ограничений оригинального DTS15 и меры, предназначенной для будущего клинического использования.
  2. Опишите протокол исследования для нейровизуализа совместимых Dual Task Screen (DTS), который мы разработали для оценки нейронных основ одной и двойной производительности задачи.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все процедуры исследования были одобрены Советом по институциональному обзору (IRB) при Университете штата Колорадо, и все взрослые участники предоставили письменное информированное согласие до завершения любых учебных процедур. Письменное информированное согласие было предоставлено родителями участников в возрасте до 18 лет, а несовершеннолетние участники также предоставили письменное согласие до завершения любых учебных процедур.

1. Пересмотренный двойной экран задачи (DTS)

  1. Нижняя оконечность (LE) Подразрядка
    1. Запустите одно моторное состояние.
      1. Поместите три блока йоги в горизонтальное положение ровно на 4,5 м друг от друга вдоль 18-метровой дорожки.
      2. Твердо прикрепите смарт-устройства к каждой лодыжке, чтобы обнаружить удары пятки и получить характеристики походки.
      3. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
      4. Проинструктируйте участников ходить как можно быстрее, переступая через препятствия. Запустите сбор данных на смартфонах и резко коснитесь устройств одновременно для последующего выравнивания двух отдельных потоков данных с левой и правой ног.
      5. Измерьте время до завершения с помощью ручного секундомера.
      6. Остановите видеозапись.
    2. Запустите одно когнитивное состояние.
      1. Сообщите участнику свое выделено время для этого состояния, используя время для завершения от его / ее одного состояния двигателя (округливания до полной секунды).
      2. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
      3. Поручите участникам узнать как можно больше слов, которые начинаются с определенной буквы (A или F).
        ПРИМЕЧАНИЕ: Письма уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Числа уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи.
      4. Остановите видеозапись.
    3. Запустите условие двойной задачи.
      1. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
      2. Поручить участникам ходить как можно быстрее, переступая через препятствия, одновременно заявляя, как много слов, как они могут, которые начинаются с конкретной буквы (A или F). Быстро нажмите оба акселерометра, чтобы начать состояние.
      3. Измерьте время до завершения с помощью ручного секундомера.
      4. Остановите видеозапись.
  2. Подпогон верхней конечности (UE)
    1. Запустите одно моторное состояние.
      1. Измерьте расстояние в 1,5 м от стены, отметьте маскировочной лентой и поручите участнику встать за ленту.
      2. Поместите корзину теннисных мячей рядом с участником.
      3. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
      4. Поручите участнику завершить настенный подставку с чередующимися руками по 30 с. Сообщите участнику, что если ему не удастся поймать мяч, приобрести новый мяч из корзины теннисных мячей. Время измерения, прошедшее с помощью секундомера.
      5. Остановите видеозапись.
    2. Запустите одно когнитивное состояние.
      1. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
      2. Сообщите участнику, что ему будет предложено последовательно вычесть 7 из заданного числа (100 или 150) в течение 30 секунд. Время измерения, прошедшее с помощью секундомера.
      3. Остановите видеозапись.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Письма уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Числа уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи.
    3. Запустите условие двойной задачи.
      1. Попросите участника встать на 1,5 м от стены.
      2. Поместите корзину теннисных мячей рядом с участником.
      3. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
      4. Поручите участнику завершить настенный подставку с чередующимися руками в течение 30 секунд. Сообщите участнику, что при метании и ловле шаров ему будет предложено последовательно вычесть по 7 из заданного номера (100 или 150) в течение 30 секунд. Сообщите участнику, что если ему не удастся поймать мяч, приобрести новый мяч из корзины теннисных мячей. Время измерения, прошедшее с помощью секундомера.
      5. Остановите видеозапись.
        ПРИМЕЧАНИЕ: Письма уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Числа уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи.

2. Нейровизуализ-совместимый двойной экран задачи (DTS)

  1. Настройка DTS
    1. Поместите блоки йоги в вертикальное положение, чтобы отметить начало и конец 15-метровой дорожки.
    2. Поместите два блока йоги в горизонтальное положение ровно на 5 м друг от друга вдоль 15-метровой дорожки.
    3. Измерьте и отметьте маскировочной лентой расстояние 1,5 м от гладкой поверхности стены.
    4. Установите штатив в начале 15-метровой дорожки.
  2. Поместите устройство fNIRS на голову участника.
    1. Измерьте окружность головы участника и выберите крышку fNIRS соответствующего размера(Таблица материалов)с помощью предварительно размещенных оптодов и короткоканамных детекторов.
    2. Включите специальный ноутбук приобретения и подключись к сети WiFi устройства fNIRS.
    3. Откройте программное обеспечение для приобретения fNIRS и выберите устройство fNIRS.
    4. Выполните калибровку для оптимизации интенсивности света и проверки уровней оптодового сигнала. Уровни сигнала должны быть приемлемыми или отличными.
    5. Исправьте все оптоды с менее приемлемым уровнем сигнала, удалив оптод из крышки и расставив волосы участника, чтобы обеспечить прямое подключение оптоды к коже головы участника.
  3. Поместите акселерометры на лодыжки участника.
    1. Твердо прикрепите смарт-устройства к каждой лодыжке, чтобы обнаружить удары пятки и получить характеристики походки.
  4. Начните сбор данных по субтаску LE.
    1. Откройте программное обеспечение для презентациистимулов (Таблица материалов).
    2. Выберите файл подзарядка LE.
    3. Попросите участника сесть в кресло в рамках подготовки к 60-летию спокойного отдыха.
    4. Вернитесь к программному обеспечению для приобретения fNIRS и нажмите кнопку «Пуск», чтобы начать сбор данных fNIRS. Введите ID_LE, возраст и пол во всплывающее окно и нажмите Кнопку Запуска.
    5. Вернитесь к программному обеспечению презентации стимула, сообщите участнику, что начнется спокойный отдых, и нажмите Space, чтобы начать 60-й период отдыха.
    6. В конце периода отдыха определите, какое состояние ПОДтаска LE (однодвигательная, одиночная когнитивная или двойная задача) было выбрано для 1-го испытания. Предоставьте участнику инструкции для этого судебного разбирательства.
      1. Однодвигательная инструкция: Проинструктируйте участника ходить как можно быстрее, переступая через препятствия, на 30 с. Скажите участнику, что он /она начнется, когда основной исследователь говорит "Старт". Это произойдет сразу после того, как вторичный исследователь коснется акселерометров. Проинструктируй участника, что он должен прекратить ходить, когда основной исследователь говорит "стоп". Кроме того, когда основной исследователь говорит "стоп", участник должен положить ноги вместе и оставаться как можно более можно более. В это время вторичный исследователь коснется акселерометров во второй раз и поместит маркер (липкое примечание) на пол, где остановился участник.
      2. Одиночные когнитивные инструкции: Поручить участнику оставаться в начале 15-метровой дорожки. Стоя, он / она будет предложено узнать как можно больше слов, как это возможно, которые начинаются с конкретного письма.
      3. Двойная задача Инструкции: Поручить участнику ходить как можно быстрее, переступая через препятствия и одновременно заявив, как много слов, как это возможно, начиная с конкретной буквы. Сообщите ему/ ей, что он / она также будет иметь 30 секунд для этого состояния. Скажите участнику, что он /она начнется, когда основной исследователь говорит "начать". Это произойдет сразу после того, как вторичный исследователь коснется акселерометров. Проинструктируй участника, что он должен прекратить ходить, когда основной исследователь говорит "стоп". Кроме того, когда основной исследователь говорит "стоп", участник должен положить ноги вместе и оставаться как можно более можно более. В это время вторичный исследователь коснется акселерометров во второй раз и поместит маркер (липкое примечание) на пол, где остановился участник.
    7. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
    8. Нажмите на бар пространства, чтобы начать 1-йсудебный процесс. Мониторинг 30 с таймер на программное обеспечение презентации стимула; скажите участнику, чтобы остановить, когда 30 с прошло.
    9. Определите2-е испытание и предоставьте участнику инструкции. Повторите процесс до тех пор, пока участник не завершит 15 рандомизированных испытаний подбазы LE.
    10. Остановите видеозапись.
    11. Сообщите участнику, что он /она завершит еще 60 с сидящих период отдыха. После того, как участник сидит, нажмите Начните, чтобы начать период отдыха.
    12. После периода отдыха, выход из файла подбазаба LE в программном обеспечении презентации стимулов. Остановите сбор данных в программном обеспечении для сбора данных fNIRS, но не выходите из программного обеспечения.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Письма рандомизированы (по программному обеспечению презентации стимулов) между испытаниями и уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Письма похожи по уровню сложности и включают в себя: W, D, F, T, S, H, M, A, B и P. Числа рандомизированы (по программному обеспечению презентации стимула) между испытаниями и уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Номера включены: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 и 240.
  5. Удалите акселерометры с лодыжек участника. Перемещение в секцию в коридоре, предназначенный для UE Subtask.
  6. Начните сбор данных по субтаску UE.
    1. Откройте программное обеспечение презентации стимулов.
    2. Выберите файл подразряда UE.
    3. Попросите участника сесть в кресло в рамках подготовки к 60-летию спокойного отдыха.
    4. Вернитесь к программному обеспечению для приобретения fNIRS и нажмите кнопку «Пуск», чтобы начать сбор данных fNIRS. Введите ID_UE, возраст и пол во всплывающее окно и нажмите кнопку начала.
    5. Вернуться к программному обеспечению презентации стимула, сообщить участнику, что тихий период отдыха вот-вот начнется, и нажмите пространство, чтобы начать 60 с периода отдыха.
    6. В конце периода отдыха определите, какое состояние UE Subtask (однодвигательная, одиночная когнитивная или двойная задача) было выбрано для 1-го испытания. Предоставьте участнику инструкции для этого судебного разбирательства.
      1. Инструкции по одному мотору: Поручить участнику стоять на 1,5 м от стены. Поместите корзину теннисных мячей рядом с участником. Поручите участнику завершить настенный подставку с чередующимися руками по 30 с. Сообщите участнику, что если ему не удастся поймать мяч, приобрести новый мяч из корзины теннисных мячей.
      2. Одиночные когнитивные инструкции: Поручить участнику оставаться в положении Скажите участнику, что ему будет предложено последовательно вычесть на 7 из данного числа в течение 30 с.
      3. Двойная инструкция по задаче: Проинструктируй участника, чтобы завершить настенный подсев с чередующимися руками в течение 30 с. Сообщите участнику, что, бросая и ловя шарики, ему будет предложено последовательно вычесть по 7 иззаданного числа 2 на 30 с. Сообщите участнику, что если ему не удастся поймать мяч, приобрести новый мяч из корзины теннисных мячей.
    7. Начните видеозапись с видеокамеры на штативе.
    8. Нажмите на бар пространства, чтобы начать 1-йсудебный процесс. Мониторинг 30 с таймер на программное обеспечение презентации стимула; скажите участнику, чтобы остановить, когда 30 с прошло.
    9. Определите2-е испытание и предоставьте участнику инструкции. Повторите процесс до тех пор, пока участник не завершит 15 рандомизированных испытаний подвасы UE.
    10. Остановите видеозапись.
    11. Сообщите участнику, что он /она завершит еще 60 с сидящих период отдыха. После того, как участник сидит, нажмите Начните, чтобы начать период отдыха.
    12. После периода отдыха, выход из файла UE Subtask в программном обеспечении презентации стимулов. Остановить сбор данных в программном обеспечении для сбора данных fNIRS, а затем выйти из программного обеспечения.
  7. Удалите крышку fNIRS из головы участника.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Письма рандомизированы (по программному обеспечению презентации стимулов) между испытаниями и уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Письма похожи по уровню сложности и включают в себя: W, D, F, T, S, H, M, A, B и P. Числа рандомизированы (по программному обеспечению презентации стимула) между испытаниями и уравновешиваются между участниками и между условиями одной и двойной задачи. Номера включены: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 и 240.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Участников
Участники были набраны из местных команд средней школы и университетских межвузовской и клубных спортивных команд с использованием из уст в уста и рекламных листовок. Участники должны были быть в возрасте от 15 до 22 лет и участвовать в регулярном участии в организованных контактных видах спорта. Контактные виды спорта включали все виды спорта, где физический контакт с товарищами по команде или противниками необходим во время обычной игры. Участники также должны были иметь нормальное или исправленное зрение и слух, не история неврологических или психиатрических состояний, и нет истории умеренной или тяжелой черепно-мозговой травмы, в саморепортаре.

Мы включили данные трех здоровых мужчин-контактных спортсменов (средний возраст: 18,0 ± 2,65 года.), чтобы проиллюстрировать тип клинических данных, которые могут быть получены из пересмотренного DTS. Данные от здоровых, женщин-спортсменок контакт-спорт будут включены в другую публикацию, которая не является строго Методы ориентированных.

Анализ данных для пересмотренных DTS
С учетом небольшого числа участников, включенных в репрезентативные результаты, официальный статистический анализ не был завершен. Однако для каждого участника производительность в состоянии двойной задачи сравнивали с производительностью в одном двигателе и отдельных когнитивных условиях; ниже приведено описание показателей производительности на обоих подзадаках.

Метрика производительности на подбаске LE
Производительность одного двигателя была количественно оценена по скорости походки (м/с), общему количеству шагов, средней длине шага (м), средней продолжительности шага (ы) и изменчивости продолжительности шага (SD). Эти данные были получены с помощью встроенных акселерометров на смарт-устройствах, которые мы прикрепили к лодыжкам участников. Производительность одного когнитивного состояния измерялась общим количеством слов, произведенных без повторений, представленных в качестве слов/с с с учетом различного количества времени, отведенного для этого исследования. Два подготовленных научно-исследовательских ассистента посмотрели видеозапись одного когнитивного состояния и должны были достичь консенсуса по общему количеству произведенных слов. Наконец, двойная производительность состояния задачи измерялась скоростью походки (м/с), общим числом шагов, средней длиной шага (м), средней продолжительностью шага (ы) и средней изменчивостью продолжительности шага (SD), а также общим количеством слов, произведенных без повторений, представленных как слова/секунда. Два подготовленных научно-исследовательских помощника также посмотрели видеозапись состояния двойной задачи и должны были достичь консенсуса в отношении общего числа подготовленных слов.

Двойные затраты на задачу в подбаске LE
Для каждого участника двойная стоимость двигателя задачи будет представлена следующими изменениями характеристик походки во время двойного состояния задачи по сравнению с состоянием одного двигателя: более медленная скорость походки, большее количество общих шагов, меньшая средняя длина шага, более длинная средняя продолжительность шага и большая изменчивость продолжительности шага. Мы заметили, что все три участника мужского пола имели двойную стоимость двигателя задачи на ПОДтаске LE. В частности, мы видели более низкую скорость походки, более длительную среднюю продолжительность шага и большую изменчивость в продолжительности шага во время двойного, по сравнению с задачами одного состояния; см. Рисунок 1A. В отличие от этого, два из трех участников не показали никаких изменений в количестве общих шагов или средней длине шага между одним двигателем и двойными условиями задачи; см. Рисунок 1A.

Для каждого участника, двойная когнитивная стоимость задачи будет представлена меньшим количеством слов, генерируемых в состоянии двойной задачи по сравнению с количеством слов, генерируемых в одном когнитивном состоянии задачи. Мы наблюдали двойную задачу когнитивных расходов в двух из трех участников. В частности, эти участники создали меньше слов в условиях двойной задачи по сравнению с одним условием задачи; см. Рисунок 1B.

Метрика производительности в подбаске UE
Производительность одного двигателя измерялась общим количеством успешных уловов. Два подготовленных научно-исследовательских помощника посмотрели видеозапись одного состояния двигателя и должны были прийти к консенсусу относительно общего числа успешных уловов. Производительность одного когнитивного состояния измерялась общим количеством правильных вычитания. Два подготовленных научно-исследовательских ассистента посмотрели видеозапись одного когнитивного состояния и должны были прийти к консенсусу относительно общего числа правильных вычитания. Ошибки вычитания не были кумулятивными (т.е. "100, 92, 85..." были бы записаны как одна ошибка и одно правильное вычитание). Наконец, производительность двойного состояния задачи измерялась общим числом успешных уловов и общим числом правильных вычитания. Опять же, два обученных научно-исследовательских ассистентов смотрели видеозапись одного когнитивного состояния и должны были достичь консенсуса по общему количеству успешных уловов и правильного вычитания.

Двойная целевая стоимость по подбаске UE
Для каждого участника стоимость двигателя с двойной задачей будет представляться меньшим количеством успешных уловов во время двойного состояния задачи по сравнению с числом успешных уловов, сделанных во время одного состояния двигателя. Мы обнаружили, что все три участника мужского пола имели двойную стоимость двигателя задачи. В частности, они имели меньше успешных уловов во время двойного состояния задачи по сравнению с одним состоянием двигателя; см. Рисунок 2A.

Двойная когнитивная стоимость задачи будет представлена меньшим количеством правильных вычитания двойного состояния задачи по сравнению с числом правильных вычитания, сделанных во время одного условия задачи. Мы наблюдали двойную задачу когнитивных расходов в двух из трех участников. В частности, они имели меньше правильных вычитания во время двойного состояния задачи по сравнению с одним условием задачи; см. Рисунок 2B.

Анализ данных для нейровизуаций-совместимых DTS
Спецификации устройств fNIRS
Мы использовали мобильную функциональную систему ближней инфракрасной спектроскопии (fNIRS)(Таблица материалов). Система имеет 32 общих оптоды, 16 светодиодных источников и 16 детекторов, а также беспроводное устройство приобретения, что участники носят на спине. Это устройство уникально оборудовано для размещения валового движения двигателя, и имеет (к нашим знаниям) наибольшее количество головного покрытия для мобильной системы. Используя fNIRS, мы оценивали активность мозга с помощью гемодинамической реакции с помощью индексов оксигенированного гемоглобина (HbO) во время нейровизуализа совместимых DTS.

головной зонд fNIRS
Головной зонд включал 30 оптодов (15 светодиодных источников и 15 детекторов), которые были размещены на голове участника с помощью крышки fNIRS со встроенными держателями оптодов. Мы измерили HbO путем размещения светодиодных источников и детекторов в левой и правой коре двигателя и двух основных областях правой боковой переднейсети 16, правый PFC и КПП, который мы определили с 10-20 системы17; см. Рисунок 3. Светодиодные источники светят ближнего инфракрасного света в поверхностных корковых областях, и детекторы захвата преломленного света, что позволяет нам вычислить hbO значения на каждом канале, или пересечение источника и детектора. Кроме того, мы включаем восемь коротких детекторов разделения, которые измеряют перфузию кожи головы, переменную неприятностей, которая будет регрессирована из необработанных данных fNIRS18,19.

Конструкция блока для приобретения fNIRS
Подзадачи LE и UE были преобразованы в конструкцию блока. Обе подзадаки начались и закончились 60-м сидячим периодом отдыха, чтобы приобрести базовую гемодинамическую активность. За отдыхом последовали 15 рандомизированных блоков (5 блоков с одним моторным состоянием, 5 блоков когнитивных состояний и 5 блоков с двойным состоянием задач), которые были 30 с в продолжительности, в общей сложности 7,5 минут общего сбора данных для каждой подпозы. Между каждым из 15 блоков состояния, был переменный интервал отдыха приблизительно 6-8 с, чтобы гемодинамический ответ участников, чтобы вернуться к исходной линии; см. Рисунок 4.

Сокращение данных FNIRS и анализ первого уровня (одного субъекта: Необработанные данные fNIRS загружаются в собственный язык программирования и численную вычислительную среду(Таблица материалов). Каналы, созданные с помощью коротких детекторов разделения, помечены для более поздней регрессии. Значения стимулов по умолчанию, которые были созданы программным обеспечением презентации стимулов, переименованы для идентификации блоков DTS (например, одного двигателя, одного когнитивного, двойного двигателя). Далее параметры продолжительности стимула устанавливаются до 30 секунд для всех блоков DTS и 60 с для периодов отдыха. Базовая обработка затем завершается с использованием шагов из несвободного инструментария, который совместим с числовой вычислительной средой. Эти шаги включают расчет оптической плотности, а затем перерасчет оптических значений плотности с учетом данных из коротких каналовразделения 20. Далее оптическая плотность преобразуется в значения гемоглобина (дезоксигенированный гемоглобин, кислородный гемоглобин и общий гемоглобин) с использованием модифицированного закона о пивеЛамберта 21. После преобразования работает алгоритм авторегрессивной модели, который включает регрессию коротких данных канала разделения. Параметры для авторегрессивного алгоритма установлены для следовать канонической модели22. Наконец, индивидуальные данные можно визуализировать с помощью контрастов условий (например, Dual vs Single); см. Рисунок 5.

Figure 1
Рисунок 1: LE Subtask Производительность во время одного против двойной задачи условиях. (A)Все три участника имели более низкую скорость походки, более длительную среднюю продолжительность шага и большую изменчивость продолжительности шага во время двойного состояния задачи по сравнению с одним условием задачи, которое представляет собой двойную стоимость двигателя задачи в подбаске UE. Два из трех участников не показали никаких изменений в количестве общих шагов или средней длине шага между двойными и едиными условиями задачи. (B)Два из трех участников создали меньше слов во время двойного состояния задачи по сравнению с одним условием задачи, которое представляет собой двойную когнитивную стоимость задачи в подбаске LE. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 2
Рисунок 2: UE Subtask Производительность во время одной против двойной задачи условиях. (A)Все три участника имели меньше успешных уловов во время двойного состояния задачи по сравнению с одним условием задачи, которое представляет собой двойную стоимость двигателя задачи на подполицейской UE. (B)Два из трех участников имели меньше правильных вычитания во время двойного состояния задачи по сравнению с одним условием задачи, которое представляет собой двойную когнитивную стоимость задачи в подбаске UE. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 3
Рисунок 3: Головной зонд FNIRS. Головной зонд fNIRS включал 15 светодиодных источников (красные круги) и 15 детекторов (белые круги), которые были размещены в левой и правой моторной коре и правой префронтальной коре (PFC) и правой задней теменной коре (КПП). Это позволило нам рассчитать значения насыщенного кислородом гемоглобина (HbO) на каждом канале или пересечении источника и детектора. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 4
Рисунок 4: Блок Дизайн для приобретения fNIRS. Для нейровизуаций совместимая версия DTS, LE и UE подзадачи были преобразованы в блок-дизайн. Обе подзадаки начались и закончились 60-секундным периодом отдыха для приобретения базовой гемодинамической активности. За отдыхом последовали 15 рандомизированных блоков (5 блоков с одним моторным состоянием, 5 блоков когнитивных состояний и 5 блоков с двойным состоянием задач), продолжительность которого составила 30 секунд. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Figure 5
Рисунок 5: Данные по одной теме fNIRS. Это изображение данных одного субъекта fNIRS с использованием контрастов состояния. Это изображение контрастирует с кислородом гемоглобина (HbO) во время двойной задачи против одного двигателя задачи из подпотери LE. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

В этой рукописи мы описали протокол администрирования для недавно пересмотренного двойного экрана задач (DTS). Эти изменения были завершены для устранения ограничений, выявленных в первоначальном DTS15 и включали добавление отдельных когнитивных условий для проверки на двойственные затраты. Она также включала в себя смарт-устройство на основе акселерометрии для более точного измерения характеристик походки. Мы включили репрезентативные результаты, которые иллюстрируют тип клинических данных, которые могут быть приобретены с DTS. Мы также описали протокол исследования для нейровизуализа совместимых Dual Task Screen (DTS), который мы разработали для оценки нейронных основ одной и двойной производительности задачи. Нейровизуализом модальности мы выбрали был портативный функциональный ближнего инфракрасного спектроскопии (fNIRS) устройство, которое вмещает валовое движение двигателя за счет снижениявлияния движения артефактов 18,19. Чтобы создать нейровизуацианую версию, нам пришлось преобразовать DTS в конструкцию блока. Конструкция блока требовала пяти повторений, или блоков, одного двигателя, одного когнитивного и двойного состояния задачи. Это требовало использования новых когнитивных стимулов (например, цифр и букв) эквивалентной сложности для каждого испытания.

Добавление акселерометров было самым сложным дополнением к пересмотренному DTS, так как это требовало, чтобы мы отметили именно то, когда прогулка препятствия была начата на обоих интеллектуальных устройствах. Мы одновременно использовали интеллектуальные устройства/акселерометры до первого шага участников, чтобы создать всплеск артефактов в данных об ускорении. Мы также сняли на видео ходьбу участников, чтобы мы могли сопоставить их удары пяткой на видео с ударами пятки, записанными акселерометрами.

Большая часть устранения неполадок, однако, была завершена для создания нейровизуализной совместимой версии DTS. Первым препятствием, с которым мы столкнулись, было поиск программного обеспечения для презентации стимулов, которое могло бы беспроводной интерфейс с программным обеспечением для приобретения нейровизуаляций. В отличие от компьютерных задач, участнику не нужно было видеть, в каком состоянии должно было произойти, но исследователь должен был увидеть условия, чтобы дать инструкции. Кроме того, это программное обеспечение стимуляции пришлось бесшовно взаимодействовать с приобретением программного обеспечения, чтобы отметить условия, которые происходят. Это необходимо для будущей сегментации и усреднения нейровизуаций данных во всех пяти блоках каждого состояния. Мы успешно определили программное обеспечение для презентации стимулов, которое взаимодействовало с программным обеспечением для сбора данных fNIRS через лабораторный потоковый слой. Это позволило нам использовать обе программы одновременно. Следующим препятствием, с которым мы столкнулись, было изменение DTS на блок-дизайн, где каждый блок был 30 секунд в продолжительности, что необходимо для оптимального качества данных fNIRS. Кроме того, мы должны были включить периоды отдыха в начале и конце каждой подпочты для измерения перфузии базового мозга, из-за известной межпрофиблемойизменчивости в перфузии мозга 23,особенно после mTBI24. Кроме того, нам нужно было добавить 6-10 с переходных периодов между блоками, чтобы мозговая активность участников, чтобы вернуться к исходной линии. Наконец, мы определили, что нам необходимо рандомизировать блок порядка и противовес письмо и число стимулов, для когнитивных задач, чтобы уменьшить эффекты практики и избежать нейронных привыкание. Самой сложной задачей для изменения конструкции блока 30 s была прогулка препятствия в подпойске LE. До модификации, это было 18 м препятствие ходить, и продолжительность была время, необходимое для участников, чтобы завершить его. Чтобы изменить 18-метровую прогулку до 30-секундного блока, мы попросили участников повторить 15-метровую прогулку с двумя препятствиями (вместо трех) до тех пор, пока не будет названо время. В конце блока 30-х мы разместили временный маркер (липкие заметки) на полу, где остановился участник. Это позволило точно измерить пройденное расстояние и рассчитать скорость походки в м/с. Наконец, в программном обеспечении презентации стимула, мы добавили видео 30 с таймер для каждого блока, так что исследователь может визуализировать нейровизуализов программного обеспечения и продолжительность каждого блока одновременно на ноутбуке и обеспечить словесные сигналы (например, "старт" и "стоп") для участника для начала и конца каждого блока.

В репрезентативных результатах мы обнаружили, что следующие характеристики походки показали двойную стоимость двигателя задачи на подпотере LE: скорость походки, средняя продолжительность шага и изменчивость в продолжительности шага. В отличие от этого, общие шаги и средняя длина шага, как представляется, не показывают двойных затрат на двигатель задачи, так как два из трех участников не показали никаких изменений по этим показателям. Это может представлять собой ограничение этих метрик или акселерометров. Это также может быть результатом только включения репрезентативных данных от трех участников, хотя мы надеялись увидеть двойные затраты на двигатель задачи в 100% участников, независимо от размера выборки. Несмотря на то, что данные забастовки пятки с интеллектуальных устройств предоставили подробные и точные данные, значительное ограничение, в настоящее время, это количество времени и опыта, необходимое для обработки и интерпретации этих данных (до 1,25 часов / участника). В идеале, мы хотели бы, чтобы эта обработка и интерпретация займет менее 10 минут и не требует практически никакой предварительной подготовки. Нам нужно разработать приложение для оптимизации этой обработки. Кроме того, хотя мы наблюдали последовательные двойные затраты двигателя задачи в репрезентативных спортсменов, мы обнаружили, что один участник не продемонстрировал двойную задачу когнитивных затрат на ПОДтаску LE и другой участник не продемонстрировал двойную задачу когнитивных затрат на UE subtask. Предпочтительно, метод будет вызывать двойную задачу когнитивных расходов на обоих subtasks у всех участников (независимо от размера выборки), которые могут предложить необходимость более сложных когнитивных задач. Кроме того, этот вывод может предположить, что когнитивные способности менее восприимчивы к двойному вмешательству задачи, и мы должны сосредоточиться на двойных возмущениях задачи в двигательной производительности.

Первоначальная цель этой работы состояла в разработке практического, деликатного инструмента, способного улучшить оценку и лечение МТБИ. В отличие от многих двойных парадигм задачи, используемых впрошлой работе 14, оригинальные DTS и пересмотренные DTS использовать портативное, недорогое оборудование, и большинство условий легко оценка без предварительной подготовки. Кроме того, мы включили новую оценку функции верхних конечностей, в частности, зрительно-ручной координации, в то время как предыдущая работа была сосредоточена исключительно на нижнейконечности или нижних конечностей способности 11,12,13,14. Таким образом, метод имеет значительный потенциал для участия в протоколах оценки mTBI, так как он может быть введен в различных средах (например, реабилитационные центры, кабинеты врачей, гимназии и спортивные тренировочные залы) для широкого круга конкурентоспособных спортсменов. В конечном счете, мы должны определить, что DTS чувствителен к воздействию спортивных индуцированных mTBI, но шаги, которые мы предприняли до сих пор свидетельствуют о том, что протокол администрации DTS является практическим способом получения двойного воздействия задачи в высок-эффективных спортсменов.

На сегодняшний день, оценка mTBI ограничивается самостоятельной сообщили симптомы и объективные меры, которые имеют плохой тест-перепроверки надежности, полагаться на базовое тестирование или не являются достаточно сложными для высокя классаспортсменов 7,8,9. DTS включает в себя сложные задачи, которые оценивают как нижние, так и верхние конечности производительности. В настоящее время мы не установили, что DTS чувствителен к воздействию mTBI, но мы находимся в процессе сбора этих данных. Кроме того, мы стремимся лучше понять нейронные основы одного и двойного поведения задачи у здоровых спортсменов и тех, со спортивными индуцированной mTBI с помощью вновь созданных нейровизуализ-совместимых DTS. Это понимание поможет нам в дальнейшем усовершенствовать методы оценки, такие как DTS, и даст представление об оптимальных парадигмах лечения.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

У авторов нет конфликта интересов, чтобы раскрыть.

Acknowledgments

Мы хотели бы поблагодарить г-жу Изабель Бут, студентку Университета штата Колорадо, которая помогала с анализом данных о акселерометрии. Мы также хотели бы отметить финансирование от NIH K12 HD055931 и K01 HD096047-02, выданных автору J.S.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Hardware (in alphabetical order)
NIRx NIRSport2 Device: NSP2-CORE1616 NIRx Reference #: GC359 "The NIRSport 2 is a user-friendly, modular, and robust wireless functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) platform which measures hemodynamic responses to neuroactivation via oxy-, deoxy-, and total hemoglobin changes in the cerebral cortex.The NIRSport 2 comes with a host of ready-to-implement upgrades and modules to meet the needs of a broad range of cognitive neuroscience applications." (Direct quote from nirx.net/nirsport)
NIRx NIRSCap (available in 5 difference sizes) NIRx N/A "The NIRScap consists of a measuring cap and optode holders. The optode holders fit into the slits of the measuring cap." (Direct quote from NIRx's NIRScap Getting Started Guide)
NIRx Optode Sources (x 2) NIRx Reference #: GC359 "8-source active source bundel for fiberless optical illumination with dual tip; 240 cm long." (Direct quote from NIRx Packing List Description)
NIRx Optode Detectors (x 2) NIRx Reference #: GC359 "Bundle of 8x active sensores for fiberless optical detection; dual tip; 240 cm long." (Direct quote from NIRx Packing List Description)
NIRx Short Distance Detector Probes NIRx N/A "The probes come in a bundle of eight detector clips that allows coupling of short-distance data from eight independent sources sites to one common detector channel on the instrument." (Direct quote from NIRx's Short Distance Detector Probes Getting Started Guide)
Software (in alphabetical order)
Aurora NIRx N/A "NIRSport 2 Acquistion Software. Aurora fNIRS connects to your NIRSport 2 device via Wi-Fi or USB and can set-up a complete experimental configuration in only several clicks. Thanks to the automated signal optimization algorithm, Aurora fNIRS ensures optimal signal quality before a measurement is started. Raw data, HbO and Hb concentration changtes can be visualized in real-time in several display modes. In addition, high-end whole head visualizations are immediately available. Recorded data can be exported over the integrate Lab Streaming Layer (LSL) protocol, allowing for real-time processing in Brain-Computer Interface (BCI) and Neurofeedback paradigms." (Direct quote from nirx.net/software)
Matlab Math Works N/A "MATLAB® combines a desktop environment tuned for iterative analysis and design processes with a programming language that expresses matrix and array mathematics directly. It includes the Live Editor for creating scripts that combine code, output, and formatted text in an executable notebook." (Direct quote from mathworks.com)
NIRS Toolbox Developed by Huppert Brain Imaging Lab N/A "NIRS toolbox is a Matlab based analysis program." (Direct quote from huppertlab.net/nirs-toolbox-2/)
PsychoPy Python N/A "PsychoPy is an open source software package written in the Python program,ming language primarily for us in neuroscience and experimntal psychology research." (Direct quote from psychopy.org)
Lower Tech/Cost Research Supplies* (in alphabetical order)
AmazonBasics 60-Inch Lightweight Tripod with Bag Amazon Item Model #: WT3540 This lightweight tripod is perfect for most cameras up to 6.6 pounds. Setup is quick and easy. The included bag makes storage and transport a snap.The tripod’s legs can extend from 20” to 48”. Leg locks release smoothly and glide easily to your desired height. Crank up the center post for a tripod that is 60” tall. (Direct quote from Amazon.com)
iPod Touch x 2 Apple N/A Smart device with built-in accelerometer.
Panasonic Full HD Video Camera Camcorder HC-V180K, 50X Optical Zoom, 1/5.8-Inch BSI Sensor, Touch Enabled 2.7-Inch LCD Display (Black) Amazon Item Model #: HC-V180K Compact, lightweight and easy to use, the Panasonic Full HD Camcorder HC-V180K brings a fun, worry-free experience to high-resolution video capture. Featuring a 5-axis image stabilizer for maximum handheld stability, this 1080p camera’s super-long 50X optical zoom and up to 90X intelligent zoom quickly bring distant objects in focus. A convenient 28mm wide-angle lens allows you to fit more people and scenery into settings like weddings, reunions and vacations. An advanced BSI sensor assures low-light video image quality while Panasonic’s Level Shot function automatically detects and compensates for distracting camera tilting. For added fun, the camera includes creative filter effects like 8mm Movie, Silent Movie, Miniature Effect and Time Lapse Recording, all easily accessible on the 2.7-inch LCD touch screen. A two-channel zoom microphone works in tandem with the zoom to ensure crisp, clear audio up close or at any distance." (Direct quote from Amazon.com)
Post-it Notes, 3" x 3", Canary Yellow, Pack Of 18 Pads Office Depot/Office Max Item # 1230652 "Post it® Notes stick securely and remove cleanly, featuring a unique adhesive designed for use on paper."
Scotch 232 Masking Tape, 1" x 60 Yd Office Depot/Office Max Item # 910588 "High-performance paper masking tape produces sharp paint lines in medium-temperature paint bake operations. Scotch tape provides clean removal every time, even on traditionally difficult-to-remove surfaces." (Direct quote from officedepot.com)
Stanley Tools Leverlock Tape Measure, Standard, 25' x 1" Blade Office Depot/Office Max Item #389512 "Tape rule features a power return with automatic bottom lock for easy operation. High-visibility case color makes it easy to find. Special Tru-Zero hook allows use of nail as pivot to draw circles and arcs. Tape rule offers a multiple riveted hook and polymer-coated blade for longer life, blade wear guard and comfortable rubber grip. Protected blade resists abrasion, oils, dirt and most solvents. Tape rule has Imperial ruling with consecutive feet on top and consecutive inches on bottom after the first foot. Its belt clip allows easy carrying." (Direct quote from officedepot.com)
Stopwatch Office Depot/Office Max Item # 357698 "Offers split timing, precise to 1/100 of a second. Includes 6 functions — hour, minute, second, day, month and year." (Direct quote from officedepot.com)
Tourna Ballport Deluxe Tennis Ball Hopper with Wheels - Holds 80 Balls Amazon Item Model #: BPD-80W "Balloon port 80 deluxe holds 80 balls and comes with wheels for easy Maneuverability. The handles are an extra long 33 inch for more convenient feed and pickup. Very lightweight yet durable makes this one of the most premium hoppers on the market. Loaded with patented features: legs lock in up and down position. Bars at the top slide closed so your the balls don't fall out during transport. Bars roll at the bottom so the ball slips in the hopper easily." (Direct quote from Amazon.com)
Tourna Pressureless Tennis Balls with Vinyl Tote (45 pack of balls) Amazon Item Model #: EPTB-45 "45 Pressure less tennis balls in a vinyl tote bag. Bag has a zipper for secure closure. Balls are regulation size and durable. Suitable for practice or tennis ball machines. Balls are pressure less so they never go dead. Pressure-less means they never go dead, which makes them great for tennis practice, ball machines, filling up ball baskets and hoppers, or just making sure your pet has hours of fun chasing these balls. They fit Chuck-it style dog ball launchers and automatic ball launchers. Durable rubber and a premium felt ensures their use can be universal, whether your a budding tennis player or a pet owner." (Direct quote from Amazon.com)
Velcro Velcro N/A Self-adhesive strips and wraps; used to secure smart devices.
Yoga Block 2 Pack – 2 High Density Light Weight Exercise Blocks 4 x 6 x 9 Inches Support All Poses - Lightweight Versatile Fitness and Balance Odor Free Bricks (Note: 6 blocks are needed for Dual Task Screen) Amazon N/A "These blocks are made from recycled high density EVA foam and provide firm support in a wide range of different yoga poses. This will improve your posture and you can stay in challenging poses for longer." (Direct quote from Amazon.com)
*These items or comparable items can be obtained from a number of other sources

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).

Tags

Поведение Выпуск 164 Мягкая черепно-мозговая травма спортсмены спорт развитие измерения двойная задача двигательная функция познание функциональная ближней инфракрасной спектроскопии
Пересмотренные и нейровизуализ-совместимые версии двойного экрана задачи
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Aumen, A. M., Oberg, K. J., Mingils, … More

Aumen, A. M., Oberg, K. J., Mingils, S. M., Berkner, C. B., Tracy, B. L., Stephens, J. A. Revised and Neuroimaging-Compatible Versions of the Dual Task Screen. J. Vis. Exp. (164), e61678, doi:10.3791/61678 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter