स्ट्रोक एक महत्वपूर्ण वैश्विक स्वास्थ्य चिंता बनी हुई है, जो रोकथाम और उपचार में प्रगति के बावजूद मृत्यु दर और विकलांगता दरों को प्रभावित करती है। स्ट्रोक के बाद मोटर रिकवरी अक्सर अपर्याप्त होती है, कई बचे लोगों को ऊपरी और निचले छोरों की दुर्बलता का सामना करना पड़ता है जो दैनिक गतिविधियों को प्रभावित करता है। मस्तिष्क-कंप्यूटर इंटरफेस (BCI) मोटर पुनर्वास के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करते हैं, बाहरी उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए तंत्रिका गतिविधि का उपयोग करते हैं। यह अध्ययन स्ट्रोक के रोगियों में ऊपरी और निचले छोरों के कार्य को बेहतर बनाने में 3D अवतार का उपयोग करके मोटर इमेजरी, कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना (FES) और दृश्य प्रतिक्रिया को नियोजित करने वाली BCI प्रणाली की प्रभावकारिता की जांच करता है। उन्नीस प्रतिभागियों ने लगातार BCI उपचार लिया, जिसमें कार्यात्मक परिणामों का मूल्यांकन करने के लिए प्रत्येक उपचार से पहले और बाद में आकलन किया गया।

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अध्ययन ने स्ट्रोक के रोगियों के लिए ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफेस (बीसीआई) तकनीक का उपयोग करते हुए कार्यात्मक विद्युत उत्तेजना (एफईएस) और यथार्थवादी 3डी अवतार दृश्य प्रतिक्रिया के साथ एक नया उपचार दृष्टिकोण लागू किया। रोगियों ने थेरेपी सत्रों के दौरान सेंसरिमोटर कॉर्टेक्स को कवर करने वाले 16 सक्रिय इलेक्ट्रोड के साथ वायरलेस ईईजी कैप पहने थे। ऊपरी छोर (यूई) थेरेपी के लिए, रोगी कलाई के एक्सटेंसर से जुड़ी सतह एफईएस इलेक्ट्रोड के साथ एक डेस्क पर अपने अग्रभागों को आराम देते हुए बैठे थे। निचले छोर (एलई) थेरेपी के दौरान, रोगी प्रभावित पैर को थोड़ा ऊपर उठाकर बैठे, और कलाई और पैर के डोरसिफ्लेक्सर पर एफईएस इलेक्ट्रोड लगाए गए।

बीसीआई-संवर्धित मोटर इमेजरी थेरेपी ने नैदानिक आकलन में आशाजनक परिणाम दिखाए

उपचार सत्रों के दौरान, मरीज मोटर इमेजरी (MI) कार्यों में लगे रहे, संबंधित पक्ष के डोरसिफ्लेक्सन की कल्पना करते रहे। यदि MI निर्देश वर्गीकृत MI पक्ष से मेल खाता है, तो BCI ने समकालिक दृश्य और प्रोप्रियोसेप्टिव फीडबैक प्रदान किया। उपचार सत्रों में तीन बार 40 MI परीक्षण शामिल थे, और क्लासिफायर को प्रशिक्षित करने के लिए EEG डेटा का उपयोग किया गया था। नैदानिक मूल्यांकन में फुगल-मेयर मूल्यांकन (FMA), बार्टेल इंडेक्स (BI), संशोधित एशवर्थ स्केल (MAS), 10-मीटर वॉक टेस्ट (10MWT), और टाइम अप एंड गो (TUG) टेस्ट जैसे पैमाने शामिल थे। नैदानिक पैमानों और BCI प्रदर्शन में परिवर्तनों का आकलन करने के लिए सांख्यिकीय विश्लेषण किए गए।

अध्ययन से स्ट्रोक पुनर्वास में प्रमुख रोगी विशेषताओं और उपचार मापदंडों का पता चलता है

रोगियों की आधारभूत विशेषताओं में 53.1 वर्ष की औसत आयु दर्शाई गई, जिसमें स्ट्रोक के बाद का औसत समय 23.6 महीने था। अधिकांश रोगियों को विभिन्न घावों के स्थानों के साथ इस्केमिक स्ट्रोक था। यूई उपचार से पहले औसत एफएमए-यूई स्कोर 19.0 अंक था। उपचारों के बीच औसत समय 7.4 महीने था, एलई उपचार से पहले औसत चलने की गति 1.2 मीटर/सेकंड थी। सांख्यिकीय विश्लेषण का उद्देश्य एमआई सीखने के प्रभावों और यूई और एलई उपचारों के दौरान बीसीआई प्रदर्शन के बीच संबंधों का मूल्यांकन करना था, जिसमें बहुलता के लिए पी-मानों को सही किया गया था।

ऊपरी और निचले अंगों के लिए बीसीआई उपचार के बाद सुधार

अध्ययन में ऊपरी अंगों (UE) और निचले अंगों (LE) के लिए ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस (BCI) उपचार से गुजरने वाले स्ट्रोक रोगियों में मोटर फ़ंक्शन और दैनिक जीवन की गतिविधियों में सुधार देखा गया। UE उपचार के लिए, रोगियों ने ऊपरी अंगों (FMA-UE) स्कोर (p < 0.001), बार्टेल इंडेक्स (BI) स्कोर (p < 0.001) के लिए फ़ुगल-मेयर मूल्यांकन में उल्लेखनीय वृद्धि दिखाई, और कलाई और उंगली की ऐंठन में कमी (p < 0.001) देखी गई। इसी तरह, LE उपचार के परिणामस्वरूप चाल की गति में सुधार (p = 0.001), BI स्कोर (p = 0.049) और टखने की ऐंठन में कमी (p = 0.011) हुई। FMA-UE, BI, संशोधित एशवर्थ स्केल (MAS), 10-मीटर वॉक टेस्ट (10MWT), और टाइम अप एंड गो टेस्ट (TUG) के लिए चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक सीमाएँ प्राप्त की गईं। यूई और एलई उपचारों के बीच बीआई और एफएमए-यूई परिवर्तनों में कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं था, लेकिन संयुक्त उपचार ने एफएमए-यूई (पी = 0.002) और बीआई (पी = 0.007) दोनों में महत्वपूर्ण सुधार दिखाया। यूई उपचार सत्रों के दौरान बीसीआई प्रदर्शन में सुधार हुआ (पी = 0.020) लेकिन एलई उपचार सत्रों के दौरान नहीं (पी = 0.102)। यूई उपचार की तुलना में एलई में औसत बीसीआई प्रदर्शन अधिक था (पी = 0.020), यूई और एलई बीसीआई प्रदर्शन के बीच मध्यम सहसंबंध के साथ (ρ = 0.614, पी = 0.020)।

अध्ययन में स्ट्रोक के रोगियों में ऊपरी अंग (UE) और निचले अंग (LE) मोटर फ़ंक्शन पर ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस (BCI) उपचारों के प्रभावों का मूल्यांकन किया गया। UE उपचार के लिए, ऊपरी अंग (FMA-UE) के लिए फ़ुगल-मेयर मूल्यांकन का उपयोग किया गया, जिसमें 4.2 अंकों का महत्वपूर्ण औसत सुधार दिखा, जिसमें 22% औसत सुधार था। अधिकांश रोगियों ने, गंभीर हानि के बावजूद, उल्लेखनीय सुधार दिखाया। इसके अतिरिक्त, दैनिक जीवन की गतिविधियाँ (ADLs) और कलाई की ऐंठन में सुधार हुआ, यहाँ तक कि उन रोगियों में भी जिनमें FMA-UE सुधार नहीं दिखा। इसी तरह, LE उपचार ने औसतन 0.15 मीटर/सेकंड तक चलने की गति (10MWT) में वृद्धि दिखाई, जिसमें 23% सुधार हुआ। रोगियों में ADLs में भी सुधार हुआ और टखने की ऐंठन कम हुई।

अध्ययन ने पिछले BCI अध्ययनों के साथ तुलनीय सुधारों पर प्रकाश डाला, हालांकि द्विपक्षीय प्रशिक्षण और विभिन्न प्रतिक्रिया तंत्रों का उपयोग किया गया। गंभीर हानि के बावजूद, रोगियों ने UE और LE दोनों उपचारों में प्रेरणा और महत्वपूर्ण प्रगति दिखाई। इसके अलावा, अध्ययन ने उपचार बंद होने के बाद भी मोटर फ़ंक्शन में निरंतर सुधार दिखाया। रोगियों ने दैनिक गतिविधियों, गतिशीलता और जीवन की गुणवत्ता में सुधार के वास्तविक सबूत बताए।

भविष्य के अध्ययनों का उद्देश्य विस्तारित उपचार सत्रों और प्रशिक्षण तीव्रता में विविधताओं का पता लगाना है। उल्लेखनीय रूप से, रोगियों ने समय के साथ एमआई प्रदर्शन में सीखने और सुधार का प्रदर्शन किया, जो बीसीआई उपयोग के लिए आंतरिक क्षमताओं को दर्शाता है। हालाँकि एलई उपचार के दौरान बीसीआई प्रदर्शन आम तौर पर अधिक था, यह यूई उपचार प्रदर्शन के साथ सहसंबंधित था, जो बीसीआई प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले लगातार रोगी-विशिष्ट कारकों का सुझाव देता है। बीसीआई नियंत्रण के लिए वर्गीकरण सटीकता ने स्वस्थ व्यक्तियों में प्रदर्शन के बराबर महत्व सीमा को पार कर लिया, जो स्ट्रोक पुनर्वास में बीसीआई हस्तक्षेपों की व्यवहार्यता और प्रभावशीलता को दर्शाता है।

अध्ययन में ऊपरी अंग मस्तिष्क-कम्प्यूटर इंटरफेस प्रशिक्षण अनुसंधान में सीमाओं की पहचान की गई

वर्तमान अध्ययन कुछ सीमाओं को स्वीकार करता है जिन्हें भविष्य के शोध में संबोधित किया जाना चाहिए। हालाँकि ऊपरी छोर (UE) ब्रेन-कंप्यूटर इंटरफ़ेस (BCI) प्रशिक्षण के बाद सुधार मौजूदा साहित्य में निष्कर्षों के अनुरूप हैं, लेकिन नियंत्रण के रूप में एक अलग UE BCI समूह की कमी UE और निचले छोर (LE) BCI प्रशिक्षण दोनों से गुजरने वाले रोगियों द्वारा प्राप्त सुधारों की तुलना केवल LE BCI प्रशिक्षण से गुजरने वाले रोगियों से करने की क्षमता को सीमित करती है। इसके अतिरिक्त, जबकि रोगी का नमूना स्ट्रोक के प्रकार और घाव के स्थान में विविधता प्रदर्शित करता है, इसका आकार छोटा रहता है, जिससे देखे गए सुधारों और स्ट्रोक विशेषताओं के साथ उनके सहसंबंध में अधिक व्यापक अंतर्दृष्टि के लिए बड़े समूहों की आवश्यकता होती है।

वास्तविक समय की निगरानी से कार्यात्मक सुधार में न्यूरोप्लास्टिसिटी की भूमिका का पता चलता है

सेबेस्टियन-रोमागोसा एट अल. (2020बी) ने उपचार के दौरान मस्तिष्क की गतिविधि पर नज़र रखने के लिए बीसीआई थेरेपी की अनूठी क्षमता पर प्रकाश डाला, जो कार्यात्मक सुधारों को प्रेरित करने वाले न्यूरोप्लास्टिसिटी तंत्र में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है। वर्तमान अध्ययन में, 19 स्ट्रोक रोगियों ने ऊपरी और निचले छोरों के लिए 25 सत्रों में मोटर इमेजरी (एमआई), फंक्शनल इलेक्ट्रिकल स्टिमुलेशन (एफईएस) और 3डी अवतार को शामिल करते हुए बीसीआई प्रशिक्षण लिया। एफईएस और अवतार के माध्यम से वास्तविक समय की प्रतिक्रिया प्रदान की गई। यूई बीसीआई उपचार के बाद लक्षित छोरों और दैनिक गतिविधियों में महत्वपूर्ण सुधार देखा गया, जिसमें मोटर फ़ंक्शन में वृद्धि और स्पास्टिसिटी में कमी शामिल है। बाद के एलई बीसीआई उपचार ने टखने की स्पास्टिसिटी, गतिशीलता, संतुलन और चलने की गति में और सुधार किया, जो अनुक्रमिक उपचारों से अतिरिक्त लाभ दर्शाता है।

गोपनीयता विनियमों के कारण डेटा तक पहुँच प्रतिबंधित है, और डेटासेट तक पहुँचने के अनुरोधों को जिम्मेदार पक्ष को निर्देशित किया जाना चाहिए। नैतिक स्वीकृति प्राप्त की गई, और प्रतिभागियों ने सूचित सहमति प्रदान की। अध्ययन के लिए वित्त पोषण FFG, ऑस्ट्रिया द्वारा प्रदान किया गया था।

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