Les accidents vasculaires cérébraux restent un problème de santé mondial important, affectant les taux de mortalité et d’invalidité malgré les progrès en matière de prévention et de traitement. La récupération motrice après un AVC est souvent inadéquate, et de nombreux survivants sont confrontés à des déficiences des membres supérieurs et inférieurs ayant un impact sur leurs activités quotidiennes. Les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) offrent une voie prometteuse pour la rééducation motrice, en utilisant l’activité neuronale pour contrôler des appareils externes. Cette étude examine l’efficacité d’un système BCI utilisant l’imagerie motrice, la stimulation électrique fonctionnelle (FES) et le retour visuel utilisant un avatar 3D pour améliorer la fonction des membres supérieurs et inférieurs chez les patients victimes d’un AVC. Dix-neuf participants ont subi des traitements BCI consécutifs, avec des évaluations réalisées avant et après chaque traitement pour évaluer les résultats fonctionnels.

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L’étude a mis en œuvre une nouvelle approche thérapeutique pour les patients victimes d’un AVC utilisant la technologie d’interface cerveau-ordinateur (BCI) combinée à la stimulation électrique fonctionnelle (FES) et au retour visuel réaliste d’un avatar 3D. Les patients portaient des casques EEG sans fil dotés de 16 électrodes actives couvrant le cortex sensorimoteur pendant les séances de thérapie. Pour la thérapie des membres supérieurs (UE), les patients étaient assis avec leurs avant-bras posés sur un bureau avec des électrodes FES de surface fixées aux extenseurs du poignet. Au cours du traitement des membres inférieurs (LE), les patients étaient assis avec la jambe affectée légèrement surélevée et des électrodes FES étaient placées sur les dorsiflexeurs du poignet et du pied.

La thérapie par imagerie motrice améliorée par BCI montre des résultats prometteurs dans les évaluations cliniques

Au cours des séances de thérapie, les patients effectuaient des tâches d’imagerie motrice (IM), imaginant la dorsiflexion du côté respectif. Le BCI fournissait un retour visuel et proprioceptif synchrone si l’instruction MI correspondait au côté MI classifié. Les séances de thérapie comprenaient trois séries de 40 essais MI chacune, et les données EEG ont été utilisées pour entraîner le classificateur. Les évaluations cliniques comprenaient des échelles telles que l’évaluation Fugl-Meyer (FMA), l’indice de Barthel (BI), l’échelle d’Ashworth modifiée (MAS), le test de marche de 10 mètres (10MWT) et le test Timed Up and Go (TUG). Des analyses statistiques ont été effectuées pour évaluer les changements dans les échelles cliniques et les performances du BCI.

Une étude révèle les principales caractéristiques des patients et les paramètres de traitement dans le cadre de la réadaptation après un AVC

Les caractéristiques de base des patients montraient un âge médian de 53,1 ans, avec un délai médian depuis l’AVC de 23,6 mois. La plupart des patients ont eu un accident vasculaire cérébral ischémique avec diverses localisations de lésions. Le score médian FMA-UE avant traitement UE était de 19,0 points. Le temps médian entre les traitements était de 7,4 mois, avec une vitesse de marche médiane de 1,2 m/s avant le traitement LE. Les analyses statistiques visaient à évaluer les effets d’apprentissage de l’IM et la relation entre les performances du BCI pendant les traitements UE et LE, avec des valeurs p corrigées pour la multiplicité.

Améliorations après les traitements BCI pour les membres supérieurs et inférieurs

L’étude a observé des améliorations de la fonction motrice et des activités de la vie quotidienne chez les patients victimes d’un AVC subissant des traitements par interface cerveau-ordinateur (BCI) pour les membres supérieurs (UE) et les membres inférieurs (LE). Pour le traitement de l’UE, les patients ont présenté des augmentations significatives des scores d’évaluation de Fugl-Meyer pour les membres supérieurs (FMA-UE) (p < 0,001), des scores de l’indice de Barthel (BI) (p < 0,001) et des réductions de la spasticité du poignet et des doigts (p < 0,001). 0,001). De même, le traitement LE a entraîné une amélioration de la vitesse de marche (p = 0,001), des scores BI (p = 0,049) et une réduction de la spasticité de la cheville (p = 0,011). Des seuils cliniquement pertinents ont été atteints pour le FMA-UE, le BI, l’échelle d’Ashworth modifiée (MAS), le test de marche de 10 mètres (10MWT) et le test Timed Up and Go (TUG). Il n’y avait pas de différences significatives dans les modifications de BI et FMA-UE entre les traitements UE et LE, mais le traitement combiné a montré des améliorations significatives à la fois dans FMA-UE (p = 0,002) et BI (p = 0,007). Les performances du BCI se sont améliorées pendant les séances de traitement UE (p = 0,020) mais pas pendant les séances de traitement LE (p = 0,102). Les performances médianes du BCI étaient plus élevées dans le traitement LE que dans le traitement UE (p = 0,020), avec une corrélation modérée entre les performances UE et LE BCI (ρ = 0,614, p = 0,020).

L’étude a évalué les effets des traitements par interface cerveau-ordinateur (BCI) sur la fonction motrice des membres supérieurs (UE) et des membres inférieurs (LE) chez les patients victimes d’un AVC. Pour le traitement de l’UE, l’évaluation Fugl-Meyer pour les membres supérieurs (FMA-UE) a été utilisée, montrant une amélioration moyenne significative de 4,2 points, avec une amélioration moyenne de 22 %. La plupart des patients, malgré une déficience sévère, ont démontré une amélioration notable. De plus, les activités de la vie quotidienne (AVQ) et la spasticité du poignet se sont améliorées, même chez le patient qui n’a pas montré d’amélioration FMA-UE. De même, le traitement LE a montré une amélioration de la vitesse de marche (10MWT) de 0,15 m/s en moyenne, avec une amélioration de 23 %. Les patients ont également amélioré leurs AVQ et la spasticité de la cheville a diminué.

L’étude a mis en évidence des améliorations comparables aux études BCI précédentes, bien qu’elles aient recours à une formation bilatérale et à des mécanismes de rétroaction différents. Malgré de graves déficiences, les patients ont montré de la motivation et des progrès significatifs dans les traitements UE et LE. De plus, l’étude a révélé des améliorations durables de la fonction motrice même après l’arrêt du traitement. Les patients ont rapporté des preuves anecdotiques d’une amélioration de leurs activités quotidiennes, de leur mobilité et de leur qualité de vie.

Les futures études visent à explorer les séances de traitement prolongées et les variations de l’intensité de l’entraînement. Notamment, les patients ont démontré un apprentissage et une amélioration des performances de l’IM au fil du temps, indiquant des capacités intrinsèques pour l’utilisation du BCI. Bien que les performances du BCI aient été généralement plus élevées pendant le traitement LE, elles étaient en corrélation avec les performances du traitement UE, suggérant des facteurs cohérents spécifiques au patient influençant les performances du BCI. La précision de la classification pour le contrôle BCI a dépassé les seuils de signification, comparables aux performances chez les individus en bonne santé, démontrant la faisabilité et l’efficacité des interventions BCI dans la rééducation après un AVC.

L’étude identifie des limites dans la recherche sur la formation sur l’interface cerveau-ordinateur des membres supérieurs

La présente étude reconnaît certaines limites qui devraient être abordées dans les recherches futures. Bien que les améliorations consécutives à l’entraînement à l’interface cerveau-ordinateur (BCI) des membres supérieurs (UE) correspondent aux résultats de la littérature existante, l’absence d’un groupe UE BCI distinct comme contrôle limite la capacité de comparer les améliorations obtenues par les patients subissant à la fois l’UE et les membres inférieurs. (LE) Formation BCI contre ceux qui suivent uniquement la formation LE BCI. De plus, même si l’échantillon de patients présente une hétérogénéité en termes de type d’AVC et de localisation des lésions, sa taille reste petite, ce qui nécessite des cohortes plus importantes pour obtenir des informations plus complètes sur les améliorations observées et leur corrélation avec les caractéristiques de l’AVC.

La surveillance en temps réel révèle le rôle de la neuroplasticité dans la récupération fonctionnelle

Sebastián-Romagosa et al. (2020b) mettent en évidence le potentiel unique des thérapies BCI pour surveiller l’activité cérébrale pendant le traitement, offrant ainsi un aperçu des mécanismes de neuroplasticité conduisant à des améliorations fonctionnelles. Dans la présente étude, 19 patients victimes d’un AVC ont suivi une formation BCI impliquant l’imagerie motrice (IM), la stimulation électrique fonctionnelle (FES) et un avatar 3D sur 25 séances chacune pour les membres supérieurs et inférieurs. Des commentaires en temps réel ont été fournis via FES et l’avatar. Des améliorations significatives des extrémités ciblées et des activités quotidiennes ont été notées après le traitement UE BCI, notamment une amélioration de la fonction motrice et une réduction de la spasticité. Le traitement ultérieur LE BCI a encore amélioré la spasticité, la mobilité, l’équilibre et la vitesse de marche de la cheville, indiquant des avantages supplémentaires des traitements séquentiels.

L’accessibilité des données est limitée en raison des réglementations en matière de confidentialité, et les demandes d’accès aux ensembles de données doivent être adressées à la partie responsable. Une approbation éthique a été obtenue et les participants ont donné leur consentement éclairé. Le financement de l’étude a été fourni par FFG, Autriche.

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