L’ictus continua sent un problema de salut global important, que afecta les taxes de mortalitat i discapacitat malgrat els avenços en la prevenció i el tractament. La recuperació motora després d’un ictus sovint és inadequada, amb molts supervivents que s’enfronten a deficiències de les extremitats superiors i inferiors que afecten les activitats diàries. Les interfícies cervell-ordinador (BCI) ofereixen una via prometedora per a la rehabilitació motora, utilitzant l’activitat neuronal per controlar dispositius externs. Aquest estudi investiga l’eficàcia d’un sistema BCI que empra imatges motores, estimulació elèctrica funcional (FES) i retroalimentació visual mitjançant un avatar 3D per millorar la funció de les extremitats superiors i inferiors en pacients amb ictus. Dinou participants es van sotmetre a tractaments BCI consecutius, amb avaluacions realitzades abans i després de cada tractament per avaluar els resultats funcionals.

Llegeix l’article original a fronteres

L’estudi va implementar un nou enfocament terapèutic per als pacients amb ictus que utilitzava la tecnologia de la interfície cervell-ordinador (BCI) combinada amb l’estimulació elèctrica funcional (FES) i la retroalimentació visual realista de l’avatar en 3D. Els pacients portaven gorres d’EEG sense fil amb 16 elèctrodes actius que cobrien l’escorça sensoriomotora durant les sessions de teràpia. Per a la teràpia de l’extremitat superior (UE), els pacients s’asseien amb els avantbraços recolzats en un escriptori amb elèctrodes FES de superfície connectats als extensors del canell. Durant la teràpia de l’extremitat inferior (LE), els pacients es van asseure amb la cama afectada lleugerament elevada i es van col·locar elèctrodes FES als dorsiflexors del canell i del peu.

La teràpia d’imatge motora millorada amb BCI mostra resultats prometedors en avaluacions clíniques

Durant les sessions de teràpia, els pacients es dedicaven a tasques d’Imatge Motora (IM), imaginant la flexió dorsal del costat respectiu. El BCI va proporcionar retroalimentació visual i propioceptiva síncrona si la instrucció de MI coincideix amb el costat MI classificat. Les sessions de teràpia van consistir en tres execucions amb 40 proves MI cadascuna, i es van utilitzar dades d’EEG per entrenar el classificador. Les avaluacions clíniques van incloure escales com l’avaluació Fugl-Meyer (FMA), l’índex Barthel (BI), l’escala Ashworth modificada (MAS), la prova de caminada de 10 metres (10MWT) i la prova Timed Up and Go (TUG). Es van realitzar anàlisis estadístiques per avaluar els canvis en les escales clíniques i el rendiment del BCI.

L’estudi revela les característiques clau del pacient i les mètriques de tractament en la rehabilitació de l’ictus

Les característiques inicials dels pacients van mostrar una edat mitjana de 53,1 anys, amb un temps mitjà des de l’ictus de 23,6 mesos. La majoria dels pacients van tenir un ictus isquèmic amb diverses localitzacions de lesions. La puntuació mitjana de FMA-UE abans del tractament amb UE va ser de 19,0 punts. El temps mitjà entre tractaments va ser de 7,4 mesos, amb una velocitat mitjana de caminada d’1,2 m/s abans del tractament amb LE. Les anàlisis estadístiques van tenir com a objectiu avaluar els efectes d’aprenentatge de l’IM i la relació entre el rendiment del BCI durant els tractaments amb UE i LE, amb valors p corregits per multiplicitat.

Millores després dels tractaments de BCI per a les extremitats superiors i inferiors

L’estudi va observar millores en la funció motora i les activitats de la vida diària en pacients amb ictus sotmesos a tractaments d’interfície cervell-ordinador (BCI) per a extremitats superiors (UE) i extremitats inferiors (LE). Per al tractament amb UE, els pacients van mostrar augments significatius en les puntuacions de l’avaluació de Fugl-Meyer per a l’extremitat superior (FMA-UE) (p <0,001), les puntuacions de l’índex de Barthel (BI) (p <0,001) i reduccions de l’espasticitat del canell i dels dits (p <0,001). 0,001). De la mateixa manera, el tractament amb LE va donar lloc a una millora de la velocitat de la marxa (p = 0,001), puntuacions BI (p = 0,049) i una reducció de l’espasticitat del turmell (p = 0,011). Es van assolir els llindars clínicament rellevants per a FMA-UE, BI, Escala d’Ashworth modificada (MAS), Test de caminada de 10 metres (10MWT) i Test Timed Up and Go (TUG). No hi va haver diferències significatives en els canvis de BI i FMA-UE entre els tractaments amb UE i LE, però el tractament combinat va mostrar millores significatives tant en FMA-UE (p = 0, 002) com en BI (p = 0, 007). El rendiment del BCI va millorar durant les sessions de tractament amb UE (p = 0,020), però no durant les sessions de tractament amb LE (p = 0,102). El rendiment mitjà de l’ICC va ser més alt en LE en comparació amb el tractament amb UE (p = 0, 020), amb una correlació moderada entre els rendiments de l’UE i LE BCI (ρ = 0, 614, p = 0, 020).

L’estudi va avaluar els efectes dels tractaments de la interfície cervell-ordinador (BCI) sobre la funció motora de les extremitats superiors (UE) i les extremitats inferiors (LE) en pacients amb ictus. Per al tractament amb UE, es va utilitzar l’avaluació Fugl-Meyer per a l’extremitat superior (FMA-UE), que mostra una millora mitjana significativa de 4,2 punts, amb una millora mitjana del 22%. La majoria dels pacients, malgrat el deteriorament greu, van demostrar una millora notable. A més, les activitats de la vida diària (ADL) i l’espasticitat del canell van millorar, fins i tot en el pacient que no va mostrar millora FMA-UE. De la mateixa manera, el tractament amb LE va mostrar una velocitat de caminada millorada (10MWT) de 0,15 m/s de mitjana, amb una millora del 23%. Els pacients també van millorar les AVD i va disminuir l’espasticitat del turmell.

L’estudi va destacar millores comparables amb estudis anteriors de BCI, tot i que emprant formació bilateral i diferents mecanismes de retroalimentació. Malgrat el deteriorament greu, els pacients van mostrar motivació i progrés significatius tant en els tractaments amb UE com en LE. A més, l’estudi va revelar millores sostingudes en la funció motora fins i tot després de la cessació del tractament. Els pacients van reportar proves anecdòtiques de millora en les activitats diàries, la mobilitat i la qualitat de vida.

Els estudis futurs tenen com a objectiu explorar sessions de tractament prolongades i variacions en la intensitat de l’entrenament. En particular, els pacients van demostrar l’aprenentatge i la millora del rendiment de MI al llarg del temps, cosa que indica capacitats intrínseques per a la utilització de BCI. Tot i que el rendiment del BCI va ser generalment més elevat durant el tractament amb LE, es va correlacionar amb el rendiment del tractament amb UE, cosa que suggereix factors consistents específics del pacient que influeixen en el rendiment del BCI. La precisió de la classificació per al control de la BCI va superar els llindars d’importància, comparable al rendiment en individus sans, mostrant la viabilitat i l’efectivitat de les intervencions de BCI en la rehabilitació de l’ictus.

L’estudi identifica limitacions en la investigació de formació de la interfície cervell-ordinador de les extremitats superiors

L’estudi actual reconeix certes limitacions que haurien de ser abordades en futures investigacions. Tot i que les millores després de l’entrenament de la interfície cervell-ordinador (BCI) de l’extremitat superior (UE) s’alineen amb les troballes de la literatura existent, la manca d’un grup UE BCI separat com a control limita la capacitat de comparar les millores aconseguides pels pacients sotmesos tant a UE com a extremitat inferior. (LE) Entrenament BCI contra aquells que només estan sotmesos a formació LE BCI. A més, si bé la mostra de pacients presenta heterogeneïtat en el tipus d’ictus i la ubicació de la lesió, la seva mida continua sent petita, la qual cosa requereix cohorts més grans per obtenir una visió més completa de les millores observades i la seva correlació amb les característiques de l’ictus.

El seguiment en temps real revela el paper de la neuroplasticitat en la recuperació funcional

Sebastián-Romagosa et al. (2020b) destaquen el potencial únic de les teràpies BCI per controlar l’activitat cerebral durant el tractament, oferint informació sobre els mecanismes de neuroplasticitat que impulsen millores funcionals. En l’estudi actual, 19 pacients amb ictus es van sotmetre a un entrenament BCI que implicava imatges motores (MI), Estimulació elèctrica funcional (FES) i un avatar 3D durant 25 sessions cadascuna per a les extremitats superiors i inferiors. Es van proporcionar comentaris en temps real mitjançant FES i l’avatar. Es van observar millores significatives en les extremitats dirigides i en les activitats diàries després del tractament de la UE BCI, incloses millores de la funció motora i reduccions de l’espasticitat. El tractament LE BCI posterior va millorar encara més l’espasticitat del turmell, la mobilitat, l’equilibri i la velocitat de caminar, cosa que indica beneficis addicionals dels tractaments seqüencials.

L’accessibilitat de les dades està restringida a causa de la normativa de privadesa, i les sol·licituds d’accés als conjunts de dades s’han de dirigir a la part responsable. Es va obtenir l’aprovació ètica i els participants van donar el consentiment informat. El finançament per a l’estudi va ser proporcionat per FFG, Àustria.

Llegeix l’article original a fronteres