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Behavior

Versiones revisadas y compatibles con neuroimagen de la pantalla de doble tarea

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

Desarrollamos la pantalla de doble tarea original (DTS) como una medida portátil y de bajo costo que puede evaluar a los atletas con lesiones cerebrales traumáticas leves inducidas por deportes. Revisamos el DTS original para su uso clínico futuro y desarrollamos una versión compatible con la neuroimagen del DTS para medir los fundamentos neuronales del rendimiento de una y dos tareas.

Abstract

Los paradigmas de doble tarea evalúan simultáneamente las habilidades motoras y cognitivas, y pueden detectar deficiencias sutiles y residuales en atletas con lesión cerebral traumática leve reciente (mTBI). Sin embargo, los paradigmas de doble tarea pasados se han centrado únicamente en las habilidades de las extremidades inferiores y se han basado en equipos de laboratorio engorrosos y costosos, limitando así su practicidad para la evaluación diaria del mTBI. Posteriormente, desarrollamos la pantalla de doble tarea (DTS), que tarda <10 minutos en administrarse y puntuar, utiliza equipos portátiles de bajo costo e incluye subtareas de extremidades inferiores (LE) y extremidades superiores (UE). El propósito de este manuscrito era doble. En primer lugar, describimos el protocolo de administración para el DTS revisado, que revisamos para abordar las limitaciones del DTS original. Específicamente, las revisiones incluyeron adiciones de dispositivos inteligentes para adquirir datos de marcha más detallados e inclusión de condiciones cognitivas únicas para probar el rendimiento cognitivo interrumpido en condiciones de doble tarea. Es importante destacar que el DTS revisado es una medida destinada al uso clínico futuro, y presentamos resultados representativos de tres atletas masculinos para ilustrar el tipo de datos clínicos que se pueden adquirir de la medida. Es importante destacar que aún no hemos evaluado la sensibilidad y especificidad del DTS revisado en atletas con mTBI, que es la próxima iniciativa de investigación. El segundo propósito de este manuscrito es describir una versión compatible con la neuroimagen del DTS. Desarrollamos esta versión para poder evaluar los fundamentos neuronales del rendimiento de una sola y doble tarea, para una mejor comprensión empírica de los déficits de comportamiento asociados con mTBI. Por lo tanto, este manuscrito también describe los pasos que tomamos para permitir la medición funcional simultánea de espectroscopia casi infrarroja (fNIRS) durante el DTS, junto con cómo adquirimos y completamos el procesamiento de primer nivel de los datos fNIRS.

Introduction

Cada año, 42 millones de personas en todo el mundo sufren lesiones cerebrales traumáticas leves (mTBIs)1. Aunque alguna vez se consideró benigno, nuevas investigaciones indican que los mTBIs, particularmente los mTBIs repetidos, pueden provocar consecuencias negativas duraderas, como alteraciones físicas, cognitivas y del sueño2,3,4. Posteriormente, investigadores y médicos están buscando evaluaciones mejoradas y métodos de tratamiento para entender y abordar el mTBI.

Hasta la fecha, las mejores prácticas para la evaluación mTBI incluyen síntomas autoinformes y medición objetiva de la función neurocognitiva y motora5. Sin embargo, algunos individuos, como los atletas competitivos de nivel colegial, son conocidos por subinforme síntomas relacionados con mTBI6,limitando la utilidad de los informes de síntomas. Las medidas objetivas de función neurocognitiva y motora también tienen limitaciones, incluyendo una fiabilidad deficiente en la prueba de prueba, dependencia de las pruebas de línea de base o dificultad insuficiente para los atletas de alto rendimiento7,8,9. Sin embargo, los paradigmas de doble tarea - que evalúan simultáneamente las capacidades motoras y cognitivas - pueden detectar deficiencias sutiles y residuales y pueden ser particularmente útiles para evaluar atletas de alto rendimiento10,11,12,13,14.

Investigaciones pasadas utilizando paradigmas de doble tarea a menudo han incorporado equipos de laboratorio engorrosos y costosos, como los sistemas de captura de movimiento14,para evaluar a los atletas de alto rendimiento. Si bien estos sistemas pueden medir con precisión las deficiencias motoras sutiles, son poco prácticos para su uso en la evaluación diaria de mTBI debido al alto costo del equipo, la portabilidad limitada y los largos tiempos de administración (es decir, ≥ 45 minutos por individuo). Además, muchos estudios de paradigma de doble tarea pasados se centraron únicamente en habilidades de parte inferior del cuerpo o de las extremidades inferiores, como el equilibrio o la marcha11,12,13,14. Podría decirse que la función de la extremidad superior y la coordinación mano-ojo también es importante para los atletas de alto rendimiento en muchos deportes. Así, desarrollamos la Pantalla de Doble Tarea (DTS), que es una breve medida diseñada para ser administrada y puntuada en <10 minutos con instrumentos portátiles de bajo costo. Este DTS original incluía una subtarea de extremidad inferior (LE) y extremidad superior (UE), que evaluaba la velocidad de marcha (mediante un cronómetro) y la coordinación mano-ojo en condiciones de un solo motor y doble tarea15.

En el primer estudio de factibilidad, 32 participantes adolescentes sanas completaron el DTS original. Este estudio fue diseñado para establecer que el DTS podría provocar costos de motor de doble tarea, como lo indica la reducción del rendimiento del motor durante las condiciones de doble tarea frente a las condiciones del motor único. También buscamos establecer que el DTS podría administrarse y anotarse en menos de 10 minutos. Descubrimos que todos los participantes tenían un rendimiento motor de doble tarea más pobre en al menos una subtarea. Además, pudimos administrar el DTS en un promedio de 5,63 minutos y anotar la prueba en 2-3 minutos15.

Aunque el primer estudio de viabilidad fue exitoso, se revelaron algunas limitaciones. Más notablemente, la velocidad de marcha se midió con cronómetros, que son propensos a errores humanos naturales. Por lo tanto, en el DTS revisado utilizamos dispositivos inteligentes con acelerómetros incorporados(Tabla de Materiales)en cada tobillo. Esta adición mantuvo el uso de instrumentos portátiles de bajo costo, al tiempo que proporcionaba sofisticadas medidas de velocidad de marcha, número total de pasos, longitud media del paso, duración media del paso y variabilidad de la duración del paso. Otra limitación del DTS original fue la ausencia de condiciones cognitivas únicas, lo que impidió la evaluación de los costos cognitivos de doble tarea. Los costos cognitivos de doble tarea se definen como un rendimiento cognitivo más pobre durante la tarea dual frente a una sola condición cognitiva. Posteriormente, para las subtareas LE y UE, agregamos una sola condición cognitiva (descrita en Protocolo).

Además de desarrollar una medida para el uso clínico futuro, uno de los objetivos a largo plazo del equipo es evaluar los fundamentos neuronales del rendimiento de una y doble tarea en atletas sanos y contrastar esos hallazgos con atletas con mTBI inducido por el deporte. Por lo tanto, hemos creado una versión compatible con la neuroimagen del DTS. Buscamos determinar si el DTS se puede modificar con éxito para su uso con la medición funcional simultánea de espectroscopia casi infrarroja (fNIRS), y estamos utilizando un dispositivo fNIRS móvil diseñado específicamente para acomodar el movimiento del motor bruto mediante la reducción de la influencia de los artefactos de movimiento. Además, este dispositivo tiene la mayor cantidad de cobertura de cabeza, hasta nuestro conocimiento, para dispositivos móviles que actualmente están disponibles para fines de investigación(Tabla de Materiales).

En resumen, el protocolo de estudio está diseñado para hacer lo siguiente:

  1. Describir el protocolo de administración para la pantalla de doble tarea revisada (DTS), que es una medida que rediseñamos para abordar las limitaciones del DTS15 original y una medida destinada al uso clínico futuro.
  2. Describir el protocolo de investigación para la pantalla de doble tarea compatible con neuroimagen (DTS), que hemos diseñado para evaluar los fundamentos neuronales del rendimiento de una y doble tarea.

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Protocol

Todos los procedimientos de estudio fueron aprobados por la Junta de Revisión Institucional (IRB) de la Universidad Estatal de Colorado, y todos los participantes adultos proporcionaron consentimiento informado por escrito antes de completar cualquier procedimiento de estudio. Los padres de los participantes menores de 18 años proporcionaron el consentimiento informado por escrito, y los participantes menores también proporcionaron un consentimiento escrito antes de completar cualquier procedimiento de estudio.

1. Pantalla de doble tarea revisada (DTS)

  1. Subtarea de extremidades inferiores (LE)
    1. Inicie la condición del motor único.
      1. Coloque tres bloques de yoga en una posición horizontal exactamente a 4,5 m de distancia a lo largo de una pasarela de 18 m.
      2. Conecte firmemente dispositivos inteligentes a cada tobillo para detectar golpes de talón y obtener características de marcha.
      3. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
      4. Instruya a los participantes a caminar lo más rápido posible mientras pisan los obstáculos. Inicie la recopilación de datos en los teléfonos inteligentes y toque bruscamente los dispositivos simultáneamente para la alineación de tiempo posterior de los dos flujos de datos separados de las piernas izquierda y derecha.
      5. Mida el tiempo de completar con un cronómetro accionado a mano.
      6. Detenga la grabación de vídeo.
    2. Inicie la condición cognitiva única.
      1. Dígale al participante su tiempo asignado para esta condición, utilizando el tiempo de completar de su condición de motor único (redondeo hasta un segundo completo).
      2. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
      3. Instruya a los participantes a indicar tantas palabras como puedan que comiencen con una letra en particular (A o F).
        NOTA: Las letras se contraequilibran entre los participantes y entre las condiciones de tarea única y doble. Los números se contraequilibran entre los participantes y entre las condiciones de tarea única y doble.
      4. Detenga la grabación de vídeo.
    3. Inicie la condición de tarea dual.
      1. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
      2. Instruya a los participantes a caminar lo más rápido posible mientras pisan los obstáculos mientras declaran simultáneamente tantas palabras como puedan que comiencen con una letra en particular (A o F). Toque rápidamente ambos acelerómetros para iniciar la afección.
      3. Mida el tiempo de completar con un cronómetro accionado a mano.
      4. Detenga la grabación de vídeo.
  2. Subtarea de extremidades superiores (UE)
    1. Inicie la condición del motor único.
      1. Mida una distancia de 1,5 m lejos de una pared, marque con cinta adhesiva e indique al participante que se mantenga detrás de la cinta.
      2. Coloque una cesta de pelotas de tenis junto al participante.
      3. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
      4. Indique al participante que complete un punto de pared con las manos alternas durante 30 s. Dile al participante que si no atrapa una pelota, adquirir una nueva pelota de la canasta de pelotas de tenis. El tiempo de medición transcurre con un cronómetro.
      5. Detenga la grabación de vídeo.
    2. Inicie la condición cognitiva única.
      1. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
      2. Diga al participante que se le pedirá que reste secuencialmente por 7 de un número dado (100 o 150) durante 30 segundos. El tiempo de medición transcurre con un cronómetro.
      3. Detenga la grabación de vídeo.
        NOTA: Las letras se contraequilibran entre los participantes y entre las condiciones de tarea única y doble. Los números se contraequilibran entre los participantes y entre las condiciones de tarea única y doble.
    3. Inicie la condición de tarea dual.
      1. Pida al participante que se mantenga a 1,5 m de distancia de una pared.
      2. Coloque una cesta de pelotas de tenis junto al participante.
      3. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
      4. Indique al participante que complete un punto de pared con las manos alternas durante 30 segundos. Informe al participante que, mientras lanza y atrapa las pelotas, se le pedirá que reste secuencialmente por 7 de un número dado (100 o 150) durante 30 segundos. Dile al participante que si no atrapa una pelota, adquirir una nueva pelota de la canasta de pelotas de tenis. El tiempo de medición transcurre con un cronómetro.
      5. Detenga la grabación de vídeo.
        NOTA: Las letras se contraequilibran entre los participantes y entre las condiciones de tarea única y doble. Los números se contraequilibran entre los participantes y entre las condiciones de tarea única y doble.

2. Pantalla de doble tarea compatible con imágenes neuroimagen (DTS)

  1. Configurar el DTS
    1. Coloque bloques de yoga en posición vertical para marcar el inicio y el final de una pasarela de 15 m.
    2. Coloque dos bloques de yoga en una posición horizontal exactamente a 5 m de distancia a lo largo de la pasarela de 15 m.
    3. Mida y marque con cinta adhesiva a una distancia de 1,5 m de distancia de una superficie de pared lisa.
    4. Instala un trípode al principio de la pasarela de 15 m.
  2. Coloque el dispositivo fNIRS en la cabeza del participante.
    1. Mida la circunferencia de la cabeza del participante y seleccione la tapa fNIRS de tamaño adecuado(Tabla de materiales)con optodes preesplazados y detectores de canal corto.
    2. Encienda un portátil de adquisición dedicado y conéctese a la red WiFi del dispositivo fNIRS.
    3. Abra el software de adquisición fNIRS y seleccione el dispositivo fNIRS.
    4. Realice la calibración para optimizar la intensidad de la luz y comprobar los niveles de señal optoda. Los niveles de señal deben ser aceptables o excelentes.
    5. Corrija todos los optodes con un nivel de señal menos que aceptable eliminando el optodo de la tapa y separando el cabello del participante para garantizar una conexión directa del optodo con el cuero cabelludo del participante.
  3. Coloque acelerómetros en los tobillos del participante.
    1. Conecte firmemente dispositivos inteligentes a cada tobillo para detectar golpes de talón y obtener características de marcha.
  4. Comience la adquisición de datos de subtarea LE.
    1. Abra el software de presentación de estímulo (Tabla de materiales).
    2. Seleccione el archivo de subtarea LE.
    3. Pida al participante que se siente en una silla en preparación para un período de descanso tranquilo de 60 s.
    4. Vuelva al software de adquisición fNIRS y haga clic en el botón Inicio para comenzar a recopilar datos fNIRS. Introduzca el asunto ID_LE, edad y sexo en la ventana emergente y haga clic en Iniciar.
    5. Vuelva al software de presentación de estímulo, informe al participante que comenzará el descanso tranquilo y pulse Espacio para iniciar el período de descanso de los años 60.
    6. Al final del período de descanso, identifique qué condición le subtask (un solo motor, una sola tarea cognitiva o dual) ha sido seleccionada para elensayo 1 pt. Proporcione al participante instrucciones para ese ensayo.
      1. Instrucciones de motor único: Indique al participante que camine lo más rápido posible, mientras pisa los obstáculos, durante 30 s. Diga al participante que comenzará cuando el investigador principal diga "Comienza". Esto ocurrirá inmediatamente después de que un investigador secundario toque los acelerómetros. Instruya al participante que deje de caminar cuando el investigador principal diga "deténgase". Además, cuando el investigador principal dice "deténgase", el participante debe juntar sus pies y permanecer lo más quieto posible. En este momento, el investigador secundario tocará los acelerómetros por segunda vez y colocará un marcador (nota pegajosa) en el suelo donde el participante se detuvo.
      2. Instrucciones cognitivas únicas: Indique al participante que permanezca de pie al inicio de la pasarela de 15 m. Mientras está de pie, se le pedirá que indique tantas palabras como sea posible que comiencen con una carta en particular.
      3. Instrucciones de doble tarea: Indique al participante que camine lo más rápido posible mientras pasa por encima de los obstáculos y al mismo tiempo indica tantas palabras como sea posible a partir de una carta en particular. Infórmele que también tendrá 30 segundos para esta condición. Diga a los participantes que comenzará cuando el investigador principal diga "empieza". Esto ocurrirá inmediatamente después de que un investigador secundario toque los acelerómetros. Instruya al participante que deje de caminar cuando el investigador principal diga "deténgase". Además, cuando el investigador principal dice "deténgase", el participante debe juntar sus pies y permanecer lo más quieto posible. En este momento, el investigador secundario tocará los acelerómetros por segunda vez y colocará un marcador (nota pegajosa) en el suelo donde el participante se detuvo.
    7. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
    8. Pulse la barra espaciadora para iniciar la prueba1 st. Monitoree el temporizador de 30 s en el software de presentación de estímulo; decirle al participante que se detenga cuando hayan transcurrido 30 s.
    9. Identifique la2ª prueba y proporcione instrucciones al participante. Repita el proceso hasta que el participante haya completado 15 ensayos aleatorios de la Subtarea LE.
    10. Detenga la grabación de vídeo.
    11. Informe al participante que completará otro período de descanso sentado de 60 s. Una vez que el participante esté sentado, pulse Inicio para comenzar el período de descanso.
    12. Después del período de descanso, salga del archivo de subtarea LE en el software de presentación de estímulo. Detenga la adquisición de datos en el software de adquisición de datos fNIRS, pero no salga del software.
      NOTA: Las letras se aleatorizan (por el software de presentación de estímulo) entre ensayos y contra-equilibradas entre los participantes y entre condiciones de tarea única y dual. Las letras son similares en el nivel de dificultad e incluyen: W, D, F, T, S, H, M, A, B y P. Los números se aleatorizan (por el software de presentación de estímulo) entre ensayos y contra-equilibrado entre los participantes y entre condiciones de tarea simple y doble. Números incluidos: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 y 240.
  5. Retire los acelerómetros de los tobillos del participante. Vaya a la sección en el pasillo designado para la subtarea UE.
  6. Comience la adquisición de datos de subtarea ue.
    1. Abra el software de presentación de estímulo.
    2. Seleccione el archivo de subtarea UE.
    3. Pida al participante que se siente en una silla en preparación para un período de descanso tranquilo de 60 s.
    4. Vuelva al software de adquisición fNIRS y haga clic en el botón Inicio para comenzar a recopilar datos fNIRS. Introduzca el tema ID_UE, edad y sexo en la ventana emergente y haga clic en Iniciar.
    5. Vuelva al software de presentación de estímulo, informe al participante de que el período de descanso tranquilo está a punto de comenzar y pulse Espacio para iniciar el período de descanso de 60 s.
    6. Al final del período de descanso, identifique qué condición de subtarea UE (una sola tarea motora, cognitiva única o dual) ha sido seleccionada para el ensayo1 pt. Proporcione al participante instrucciones para ese ensayo.
      1. Instrucciones de un solo motor: Indique al participante que se mantenga a 1,5 m de distancia de una pared. Coloque una cesta de pelotas de tenis junto al participante. Indique al participante que complete un punto de pared con las manos alternas durante 30 s. Dile al participante que si no atrapa una pelota, adquirir una nueva pelota de la canasta de pelotas de tenis.
      2. Instrucciones cognitivas únicas: Indique al participante que permanezca de pie Dile al participante que se le pedirá que reste secuencialmente por 7 de un número dado durante 30 s.
      3. Instrucciones de doble tarea: Indique al participante que complete un movimiento de pared con manos alternas durante 30 s. Informe al participante que, mientras lanza y atrapa las pelotas, se le pedirá que reste secuencialmente por 7 de un númerodado 2 por 30 s. Dile al participante que si no atrapa una pelota, adquirir una nueva pelota de la canasta de pelotas de tenis.
    7. Comience la grabación de vídeo con una videocámara en un trípode.
    8. Pulse la barra espaciadora para iniciar la prueba1 st. Monitoree el temporizador de 30 s en el software de presentación de estímulo; decirle al participante que se detenga cuando hayan transcurrido 30 s.
    9. Identifique la2ª prueba y proporcione instrucciones al participante. Repita el proceso hasta que el participante haya completado 15 ensayos aleatorios de la subtarea UE.
    10. Detenga la grabación de vídeo.
    11. Informe al participante que completará otro período de descanso sentado de 60 s. Una vez que el participante esté sentado, pulse Inicio para comenzar el período de descanso.
    12. Después del período de descanso, salga del archivo UE Subtask en el software de presentación de estímulo. Detenga la adquisición de datos en el software de adquisición de datos fNIRS y, a continuación, salga del software.
  7. Retire la tapa fNIRS de la cabeza del participante.
    NOTA: Las letras se aleatorizan (por el software de presentación de estímulo) entre ensayos y contra-equilibradas entre los participantes y entre condiciones de tarea única y dual. Las letras son similares en el nivel de dificultad e incluyen: W, D, F, T, S, H, M, A, B y P. Los números se aleatorizan (por el software de presentación de estímulo) entre ensayos y contra-equilibrado entre los participantes y entre condiciones de tarea simple y doble. Números incluidos: 185, 225, 220, 175, 205, 165, 170, 180, 245 y 240.

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Representative Results

Participantes
Los participantes fueron reclutados de equipos locales de secundaria y equipos deportivos intercolegiales y de clubes universitarios utilizando volantes de boca en boca y publicidad. Los participantes debían tener entre 15 y 22 años y participar regularmente en deportes de contacto organizados. Los deportes de contacto incluyen todos los deportes donde el contacto físico con compañeros de equipo o oponentes es necesario durante el juego de rutina. Los participantes también tenían que tener visión y audición normales o corregidas, sin antecedentes de afecciones neurológicas o psiquiátricas, y sin antecedentes de lesión cerebral traumática moderada o grave, según el informe propio.

Incluimos datos de tres participantes sanos de atletas masculinos de contacto deportivo (Edad media: 18.0 ± 2.65 años) para ilustrar el tipo de datos clínicos que se pueden adquirir del DTS revisado. Los datos de atletas sanas y femeninas de contact-sport se incluirán en otra publicación que no está estrictamente centrada en los métodos.

Análisis de datos para DTS revisados
Dado el pequeño número de participantes incluidos en los resultados representativos, no se completaron los análisis estadísticos formales. Sin embargo, para cada participante, el rendimiento en la condición de tarea dual se comparó con el rendimiento en el motor único y las condiciones cognitivas únicas; consulte a continuación la descripción de las métricas de rendimiento en ambas subtareas.

Métricas de rendimiento en la subtarea LE
El rendimiento de la condición del motor único se cuantificó por la velocidad de marcha (m/s), el número total de pasos, la longitud media del paso (m), la duración media del paso (s) y la variabilidad de la duración del paso (SD). Estos datos fueron adquiridos con los acelerómetros incorporados en los dispositivos inteligentes que colocamos en los tobillos de los participantes. El rendimiento de la condición cognitiva única se midió por el número total de palabras producidas sin repeticiones, representadas como palabras/s para tener en cuenta la variada cantidad de tiempo asignado para este ensayo. Dos asistentes de investigación capacitados vieron una cinta de video de la condición cognitiva única y estaban obligados a llegar a un consenso sobre el número total de palabras producidas. Por último, el rendimiento de la condición de doble tarea se midió por la velocidad de marcha (m/s), el número total de pasos, la longitud media del paso (m), la duración media del paso (s) y la variabilidad media de la duración del paso (SD) y el número total de palabras producidas sin repeticiones, representadas como palabras/segundo. Dos asistentes de investigación capacitados también vieron una cinta de vídeo de la condición de doble tarea y estaban obligados a llegar a un consenso sobre el número total de palabras producidas.

Costes de doble tarea en la subtarea LE
Para cada participante, un coste del motor de doble tarea estaría representado por los siguientes cambios en las características de la marcha durante la condición de doble tarea en comparación con la condición de motor único: velocidad de marcha más lenta, un mayor número de pasos totales, una longitud media de paso más pequeña, una duración media de paso más larga y una mayor variabilidad de duración del paso. Observamos que los tres participantes masculinos tenían un costo de motor de doble tarea en la subtarea LE. Específicamente, vimos una velocidad de marcha más lenta, una mayor duración media del paso y una mayor variabilidad en la duración del paso durante el doble, en comparación con las tareas de condición única; véase la Figura 1A. Por el contrario, dos de cada tres participantes no mostraron cambios en el número total de pasos o la duración media del paso entre el motor único y las condiciones de doble tarea; véase la Figura 1A.

Para cada participante, un costo cognitivo de doble tarea estaría representado por menos palabras generadas en la condición de tarea dual en comparación con el número de palabras generadas en la condición de tarea cognitiva única. Observamos costos cognitivos de doble tarea en dos de tres participantes. Específicamente, estos participantes generaron menos palabras durante la condición de tarea dual en comparación con la condición de tarea única; véase la Figura 1B.

Métricas de rendimiento en la subtarea UE
El rendimiento de la condición del motor único se midió por el número total de capturas exitosas. Dos asistentes de investigación capacitados vieron una cinta de vídeo de la condición del motor único y tuvieron que llegar a un consenso sobre el número total de capturas exitosas. El rendimiento de la condición cognitiva única se midió por el número total de restas correctas. Dos asistentes de investigación capacitados vieron una cinta de video de la condición cognitiva única y se les exigió que llegaran a un consenso sobre el número total de restas correctas. Los errores de resta no fueron acumulativos (es decir, "100, 92, 85..." se registrarían como un error y una resta correcta). Por último, el rendimiento de la condición de doble tarea se midió por el número total de capturas exitosas y el número total de restas correctas. Una vez más, dos asistentes de investigación entrenados vieron una cinta de video de la condición cognitiva única y tuvieron que llegar a un consenso sobre el número total de capturas exitosas y restas correctas.

Costo de tarea dual en la subtarea UE
Para cada participante, un costo de motor de doble tarea estaría representado por menos capturas exitosas durante la condición de doble tarea en comparación con el número de capturas exitosas realizadas durante la condición de motor único. Descubrimos que los tres participantes masculinos tenían un costo de motor de doble tarea. Específicamente, tuvieron menos capturas exitosas durante la condición de doble tarea en comparación con la condición de motor único; véase la Figura 2A.

Un costo cognitivo de doble tarea estaría representado por restas menos correctas la condición de tarea dual en comparación con el número de restas correctas realizadas durante la condición de tarea única. Observamos costos cognitivos de doble tarea en dos de tres participantes. Específicamente, tuvieron menos restas correctas durante la condición de tarea dual en comparación con la condición de tarea única; véase la Figura 2B.

Análisis de datos para DTS compatible con neuroimagen
FNIRS Especificaciones del dispositivo
Utilizamos un sistema móvil funcional de espectroscopia infrarroja cercana (fNIRS)(Tabla de Materiales). El sistema cuenta con 32 optodes totales, 16 fuentes LED y 16 detectores, y un dispositivo de adquisición inalámbrica que los participantes llevan en la espalda. Este dispositivo está equipado de forma exclusiva para adaptarse al movimiento bruto del motor, y tiene (hasta donde sabemos) la mayor cantidad de cobertura de cabeza para un sistema móvil. Usando fNIRS evaluamos la actividad cerebral a través de la respuesta hemodinámica usando índices de hemoglobina oxigenada (HbO) durante el DTS compatible con imágenes neuro.

FNIRS Sonda principal
La sonda principal incluía 30 optodes (15 fuentes LED y 15 detectores) que se colocaron en la cabeza del participante utilizando una tapa fNIRS con soportes optodos incorporados. Medimos HbO colocando fuentes LED y detectores en la corteza motora izquierda y derecha y dos regiones primarias de la red frontoparietal lateralizada derecha16,PFC derecha y PPC, que hemos identificado con el sistema 10-2017; ver Figura 3. Las fuentes LED brillan luz infrarroja cercana en regiones corticales superficiales, y los detectores capturan la luz refractada, lo que nos permite calcular los valores de HbO en cada canal, o la intersección de la fuente y el detector. Además, incluimos ocho detectores de separación cortos, que miden la perfusión del cuero cabelludo, una variable molesta que se retrocederá de los datos fNIRS crudos18,19.

Diseño de bloques para adquisición de fNIRS
Las subtareas LE y UE se convirtieron en un diseño de bloque. Ambas subtareas comenzaron y terminaron con un período de descanso sentado de 60 s para adquirir actividad hemodinámica de línea base. El resto fue seguido por 15 bloques aleatorizados (5 bloques de condición de motor únicos, 5 bloques de condición cognitiva única y 5 bloques de condición de doble tarea) que tenían una duración de 30 s, un total de 7,5 minutos de recolección total de datos para cada subtarea. Entre cada uno de los 15 bloques de condición, hubo un intervalo de reposo variable de aproximadamente 6-8 s para permitir que la respuesta hemodinámica de los participantes volviera a la línea de base; ver Figura 4.

FNIRS Data Reduction and First-Level (Single-Subject) Analysis: Los datos fNIRS sin procesar se cargan en un lenguaje de programación patentado y un entorno informático numérico (Tabla de materiales). Los canales creados con detectores de separación cortos están etiquetados para una regresión posterior. Los valores de estímulo predeterminados, que fueron generados por el software de presentación de estímulo, se renombran para identificar bloques DTS (por ejemplo, motor único, cognitivo único, motor dual). A continuación, los parámetros de duración del estímulo se establecen en 30 segundos para todos los bloques DTS y 60 s para los períodos de descanso. A continuación, el procesamiento básico se completa siguiendo los pasos de una caja de herramientas no propietaria que es compatible con el entorno informático numérico. Estos pasos incluyen calcular la densidad óptica y, a continuación, volver a calcular los valores de densidad óptica dados los datos de los canales de separación cortos20. A continuación, la densidad óptica se convierte en valores de hemoglobina (hemoglobina desoxigenada, hemoglobina oxigenada y hemoglobina total) utilizando la Ley Lambert de cerveza modificada21. Después de la conversión, se ejecuta un algoritmo de modelo autoregresivo, que incluye la regresión de datos de canal de separación corta. Los parámetros del algoritmo autoregresivo se establecen para seguir un modelo canónico22. Por último, los datos individuales se pueden visualizar utilizando contrastes de condición (por ejemplo, Dual vs Single); ver Figura 5.

Figure 1
Figura 1: Rendimiento de la subtarea LE durante las condiciones de tarea única frente a dual. (A) Los tres participantes tuvieron una velocidad de marcha más lenta, una mayor duración media del paso y una mayor variabilidad en la duración del paso durante la condición de doble tarea en comparación con la condición de tarea única, lo que representa un costo de motor de doble tarea en la subtarea UE. Dos de cada tres participantes no mostraron cambios en el número total de pasos o la duración media del paso entre las condiciones de doble y una sola tarea. (B) Dos de cada tres participantes generaron menos palabras durante la condición de tarea dual en comparación con la condición de tarea única, lo que representa un costo cognitivo de doble tarea en la subtarea LE. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 2
Figura 2: Rendimiento de subtarea UE durante condiciones de tarea única frente a dual. (A) Los tres participantes tuvieron menos capturas exitosas durante la condición de tarea dual en comparación con la condición de tarea única, lo que representa un costo de motor de doble tarea en la subtarea UE. (B) Dos de cada tres participantes tuvieron restas menos correctas durante la condición de tarea dual en comparación con la condición de tarea única, lo que representa un costo cognitivo de doble tarea en la subtarea UE. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 3
Figura 3: Sonda principal FNIRS. La sonda frontal fNIRS incluía 15 fuentes LED (círculos rojos) y 15 detectores (círculos blancos) que se colocaron en la corteza motora izquierda y derecha y corteza prefrontal derecha (PFC) y corteza parietal posterior derecha (PPC). Esto nos permitió calcular los valores de hemoglobina oxigenada (HbO) en cada canal, o la intersección de la fuente y el detector. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 4
Figura 4: Diseño de bloques para adquisición de fNIRS. Para la versión compatible con neuroimagen del DTS, las subtareas LE y UE se convirtieron en un diseño de bloque. Ambas subtareas comenzaron y terminaron con un período de descanso sentado de 60 segundos para adquirir actividad hemodinámica de línea base. El resto fue seguido por 15 bloques aleatorizados (5 bloques de condición motor únicos, 5 bloques de condición cognitiva única y 5 bloques de condición de doble tarea) que tenían una duración de 30 segundos. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figure 5
Figura 5: Datos fNIRS de un solo sujeto. Esta es una representación de datos fNIRS de un solo sujeto utilizando contrastes de condición. Esta imagen contrasta la hemoglobina oxigenada (HbO) durante la tarea dual vs tarea de motor único desde la subtarea LE. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

En este manuscrito, describimos el protocolo de administración para la recién revisada Pantalla de Doble Tarea (DTS). Estas revisiones se completaron para abordar las limitaciones identificadas en el DTS15 original e incluyeron la adición de condiciones cognitivas únicas para probar los costos cognitivos de doble tarea. También incluyó acelerometría basada en dispositivos inteligentes para medir con mayor precisión las características de la marcha. Incluimos resultados representativos que ilustran el tipo de datos clínicos que se pueden adquirir con el DTS. También describimos el protocolo de investigación para la pantalla de tareas dual (DTS), compatible con neuroimagen, que hemos diseñado para evaluar los fundamentos neuronales del rendimiento de una y dos tareas. La modalidad de neuroimagen que seleccionamos fue un dispositivo portátil funcional de espectroscopia infrarroja cercana (fNIRS) que se adapta al movimiento motor bruto al reducir la influencia de los artefactos de movimiento18,19. Para crear una versión compatible con imágenes neuroimagen, tuvimos que convertir el DTS en un diseño de bloque. El diseño del bloque requería cinco repeticiones, o bloques, de las condiciones de trabajo único motor, cognitivo único y doble. Esto requirió el uso de nuevos estímulos cognitivos (por ejemplo, números y letras) de dificultad equivalente para cada ensayo.

La adición de acelerómetros fue la adición más desafiante al DTS revisado, ya que esto requería que marcamos precisamente cuando se inició la caminata de obstáculos en ambos dispositivos inteligentes. Simultáneamente tocamos los dispositivos inteligentes/acelerómetros, antes del primer paso de los participantes, para crear un pico de artefacto en los datos de aceleración. También grabamos el caminar de los participantes, para que pudiéramos igualar sus golpes de talón en el video con los golpes de tacón grabados por los acelerómetros.

La mayoría de la solución de problemas, sin embargo, se completó para crear una versión compatible con imágenes neuro del DTS. El primer obstáculo que encontramos fue encontrar software de presentación de estímulo que pudiera interactuar de forma inalámbrica con el software de adquisición de neuroimagen. A diferencia de las tareas basadas en computadoras, el participante no necesitaba ver qué condición estaba a punto de ocurrir, pero el investigador tuvo que ver las condiciones para proporcionar instrucciones. Además, este software de estimulación tuvo que interactuar sin problemas con el software de adquisición, para marcar las condiciones que se estaban produciendo. Esto es necesario para la segmentación futura y el promedio de los datos de neuroimagen en los cinco bloques de cada condición. Identificamos con éxito un software de presentación de estímulo que se interconectaba con el software de adquisición de datos fNIRS a través de una capa de streaming de laboratorio. Esto nos permitió utilizar ambos programas simultáneamente. El siguiente obstáculo que encontramos fue modificar el DTS a un diseño de bloque, donde cada bloque tenía una duración de 30 segundos, lo que es necesario para una calidad de datos fNIRS óptima. Además, necesitábamos incluir períodos de descanso al principio y al final de cada subtarea para medir la perfusión cerebral basal, debido a la variabilidad inter-sujeto conocida en la perfusión cerebral23,particularmente después de mTBI24. Además, necesitábamos agregar períodos de transición de 6-10 s entre bloques para permitir que la actividad cerebral de los participantes volviera a la línea de base. Por último, determinamos que necesitábamos aleatorizar el orden de bloqueo y contrarrestar los estímulos de letras y números, para las tareas cognitivas, para reducir los efectos de práctica y evitar la habituación neuronal. La tarea más difícil de modificar a un diseño de bloque de 30 s fue el paseo por obstáculos en la subtarea LE. Antes de la modificación, se trataba de una caminata de obstáculos de 18 m, y la duración era el tiempo que tardaban los participantes en completarlo. Para cambiar la caminata de 18 m a un bloque de 30 segundos, pedimos a los participantes que repitieran una caminata de 15 m con dos obstáculos (en lugar de tres) hasta que se llamó el tiempo. Al final del bloque de 30 s colocamos un marcador temporal (notas pegajosas) en el suelo donde el participante se detuvo. Esto nos permitió medir con precisión la distancia caminada y calcular la velocidad de marcha en m/s. Finalmente, en el software de presentación de estímulo, agregamos un video de un temporizador de 30 s para cada bloque, para que el investigador pudiera visualizar el software de neuroimagen y la duración de cada bloque simultáneamente en una computadora portátil y proporcionar señales verbales (por ejemplo, "inicio" y "parada") al participante para el principio y el final de cada bloque.

En los resultados representativos, encontramos que las siguientes características de marcha mostraban costos de motor de doble tarea en la subtarea LE: velocidad de marcha, duración media del paso y variabilidad en la duración del paso. Por el contrario, los pasos totales y la duración media del paso no parecían mostrar costos de motor de doble tarea, ya que dos de cada tres participantes no mostraron cambios en estas métricas. Esto puede representar una limitación de esas métricas o de los acelerómetros. También podría ser el resultado de incluir únicamente datos representativos de tres participantes, aunque esperábamos ver costos de motor de doble tarea en el 100% de los participantes, independientemente del tamaño de la muestra. A pesar de que los datos de ataque del talón de los dispositivos inteligentes proporcionaron datos detallados y precisos, una limitación significativa, en la actualidad, es la cantidad de tiempo y experiencia que se necesita para procesar e interpretar estos datos (hasta 1,25 horas/participante). Idealmente, nos gustaría que este procesamiento e interpretación tomara menos de 10 minutos y requiriera poco o ningún entrenamiento previo. Necesitamos desarrollar una aplicación para optimizar este procesamiento. Además, aunque observamos costos consistentes de motor de doble tarea en los atletas representativos, encontramos que un participante no demostró un costo cognitivo de doble tarea en la subtarea LE y un participante diferente no demostró un costo cognitivo de doble tarea en la subtarea UE. Preferiblemente, el método provocaría un costo cognitivo de doble tarea en ambas subtareas en todos los participantes (independientemente del tamaño de la muestra), lo que puede sugerir la necesidad de tareas cognitivas más desafiantes. Alternativamente, este hallazgo puede sugerir que las habilidades cognitivas son menos susceptibles a la interferencia de doble tarea y debemos centrarnos en perturbaciones de tareas duales en el rendimiento motor.

El objetivo inicial del trabajo era desarrollar una herramienta práctica y sensible que pueda mejorar la evaluación y el tratamiento de la mTBI. A diferencia de muchos de los paradigmas de doble tarea utilizados en el trabajo pasado14,el DTS original y el DTS revisado utilizan equipos portátiles y baratos, y la mayoría de las condiciones son fáciles de puntuar sin entrenamiento previo. Además, incluimos una novedosa evaluación de la función de extremidad superior, específicamente la coordinación mano-ojo, mientras que el trabajo anterior se centró únicamente en las habilidades de extremidades inferiores o extremidades inferiores11,12,13,14. Por lo tanto, el método tiene un potencial significativo para contribuir a los protocolos de evaluación mTBI, ya que podría administrarse en una variedad de entornos (por ejemplo, centros de rehabilitación, consultorios médicos, gimnasios y salas de entrenamiento deportivo) para una amplia gama de atletas competitivos. En última instancia, tenemos que determinar que el DTS es sensible a los efectos del mTBI inducido por el deporte, pero los pasos que hemos tomado hasta ahora sugieren que el protocolo de administración DTS es una forma práctica de provocar efectos de doble tarea en atletas de alto rendimiento.

Hasta la fecha, la evaluación mTBI se limita a los síntomas autoinformes y medidas objetivas que tienen una fiabilidad deficiente en la prueba de prueba, dependen de las pruebas de línea de base o no son lo suficientemente desafiantes para los atletas de alto rendimiento7,8,9. El DTS incluye tareas desafiantes que evalúan el rendimiento de las extremidades inferiores y superiores. Actualmente, no hemos establecido que el DTS sea sensible a los efectos de mTBI, pero estamos en el proceso de recopilar esos datos. Además, buscamos comprender mejor los fundamentos neuronales del comportamiento de una y doble tarea en atletas sanos y aquellos con mTBI inducido por deportes mediante el uso del DTS recién creado compatible con neuroimagen. Esta comprensión servirá para ayudarnos a perfeccionar aún más los métodos de evaluación, como el DTS, y proporcionar una visión de los paradigmas óptimos del tratamiento.

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Disclosures

Los autores no tienen conflictos de intereses que revelar.

Acknowledgments

Nos gustaría dar las gracias a la Sra. Isabelle Booth, una estudiante de honor de la Universidad Estatal de Colorado que ayudó con el análisis de datos de acelerometría. También nos gustaría reconocer la financiación de NIH K12 HD055931 y K01 HD096047-02 emitida al autor 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)
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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).

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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).

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