O AVC continua a ser um problema de saúde global significativo, afetando as taxas de mortalidade e incapacidade, apesar dos avanços na prevenção e no tratamento. A recuperação motora após um acidente vascular cerebral é muitas vezes inadequada, com muitos sobreviventes enfrentando deficiências nas extremidades superiores e inferiores que afetam as atividades diárias. As interfaces cérebro-computador (BCIs) oferecem um caminho promissor para a reabilitação motora, utilizando atividade neural para controlar dispositivos externos. Este estudo investiga a eficácia de um sistema BCI empregando imagens motoras, estimulação elétrica funcional (FES) e feedback visual usando um avatar 3D para melhorar a função das extremidades superiores e inferiores em pacientes com AVC. Dezenove participantes foram submetidos a tratamentos consecutivos de BCI, com avaliações realizadas antes e depois de cada tratamento para avaliar os resultados funcionais.

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O estudo implementou uma nova abordagem terapêutica para pacientes com AVC utilizando tecnologia Cérebro-Computador (BCI) combinada com Estimulação Elétrica Funcional (FES) e feedback visual realista de avatar 3D. Os pacientes usaram bonés de EEG sem fio com 16 eletrodos ativos cobrindo o córtex sensório-motor durante as sessões de terapia. Para terapia de extremidade superior (UE), os pacientes sentaram-se com os antebraços apoiados em uma mesa com eletrodos de superfície FES conectados aos extensores do punho. Durante a terapia dos membros inferiores (LE), os pacientes sentaram-se com a perna afetada ligeiramente elevada e os eletrodos FES foram colocados nos dorsiflexores do punho e do pé.

A terapia de imagens motoras aprimorada por BCI mostra resultados promissores em avaliações clínicas

Durante as sessões de terapia, os pacientes realizavam tarefas de Imagens Motoras (IM), imaginando a dorsiflexão do respectivo lado. O BCI forneceu feedback visual e proprioceptivo sincronizado se a instrução do IM correspondesse ao lado classificado do IM. As sessões de terapia consistiram em três execuções com 40 tentativas de IM cada, e dados de EEG foram usados para treinar o classificador. As avaliações clínicas incluíram escalas como Avaliação de Fugl-Meyer (FMA), Índice de Barthel (BI), Escala de Ashworth modificada (MAS), teste de caminhada de 10 metros (10MWT) e teste Timed Up and Go (TUG). Análises estatísticas foram realizadas para avaliar mudanças nas escalas clínicas e no desempenho do BCI.

Estudo revela características-chave dos pacientes e métricas de tratamento na reabilitação de AVC

As características iniciais dos pacientes mostraram uma idade mediana de 53,1 anos, com um tempo mediano desde o AVC de 23,6 meses. A maioria dos pacientes apresentou acidente vascular cerebral isquêmico com lesões em diversas localizações. A mediana da pontuação FMA-UE antes do tratamento com UE foi de 19,0 pontos. O tempo médio entre os tratamentos foi de 7,4 meses, com uma velocidade média de caminhada de 1,2 m/s antes do tratamento LE. As análises estatísticas tiveram como objetivo avaliar os efeitos do aprendizado do MI e a relação entre o desempenho do BCI durante os tratamentos UE e LE, com valores de p corrigidos para multiplicidade.

Melhorias após tratamentos BCI para extremidades superiores e inferiores

O estudo observou melhorias na função motora e nas atividades de vida diária em pacientes com AVC submetidos a tratamentos de interface cérebro-computador (BCI) para extremidades superiores (UE) e extremidades inferiores (LE). Para o tratamento da UE, os pacientes apresentaram aumentos significativos nas pontuações da Avaliação de Fugl-Meyer para Extremidade Superior (FMA-UE) (p < 0,001), pontuações do Índice de Barthel (BI) (p < 0,001) e reduções na espasticidade do punho e dos dedos (p < 0,001). 0,001). Da mesma forma, o tratamento LE resultou em melhora da velocidade da marcha (p = 0,001), escores de BI (p = 0,049) e redução da espasticidade do tornozelo (p = 0,011). Limiares clinicamente relevantes foram alcançados para FMA-UE, BI, Escala de Ashworth Modificada (MAS), Teste de Caminhada de 10 Metros (10MWT) e Teste Timed Up and Go (TUG). Não houve diferenças significativas nas alterações de BI e FMA-UE entre os tratamentos UE e LE, mas o tratamento combinado mostrou melhorias significativas tanto em FMA-UE (p = 0,002) quanto em BI (p = 0,007). O desempenho do BCI melhorou durante as sessões de tratamento UE (p = 0,020), mas não durante as sessões de tratamento LE (p = 0,102). O desempenho mediano do BCI foi maior no tratamento LE em comparação ao tratamento UE (p = 0,020), com correlação moderada entre o desempenho do BCI UE e LE (ρ = 0,614, p = 0,020).

O estudo avaliou os efeitos dos tratamentos de Interface Cérebro-Computador (BCI) na função motora das extremidades superiores (UE) e das extremidades inferiores (LE) em pacientes com AVC. Para o tratamento do UE, foi utilizada a Avaliação Fugl-Meyer para Extremidade Superior (FMA-UE), que apresentou melhora média significativa de 4,2 pontos, com melhora média de 22%. A maioria dos pacientes, apesar do comprometimento grave, demonstrou melhora notável. Além disso, as Atividades da Vida Diária (AVDs) e a espasticidade do punho melhoraram, mesmo no paciente que não apresentou melhora da FMA-UE. Da mesma forma, o tratamento LE mostrou aumento da velocidade de caminhada (TC10M) em 0,15 m/s em média, com melhora de 23%. Os pacientes também melhoraram nas AVDs e a espasticidade do tornozelo diminuiu.

O estudo destacou melhorias comparáveis com estudos anteriores da BCI, embora empregando formação bilateral e diferentes mecanismos de feedback. Apesar do comprometimento grave, os pacientes mostraram motivação e progresso significativo nos tratamentos UE e LE. Além disso, o estudo revelou melhorias sustentadas na função motora mesmo após a interrupção do tratamento. Os pacientes relataram evidências anedóticas de melhora nas atividades diárias, mobilidade e qualidade de vida.

Estudos futuros pretendem explorar sessões prolongadas de tratamento e variações na intensidade do treinamento. Notavelmente, os pacientes demonstraram aprendizagem e melhoria no desempenho do IM ao longo do tempo, indicando capacidades intrínsecas para a utilização do BCI. Embora o desempenho do BCI tenha sido geralmente maior durante o tratamento LE, ele se correlacionou com o desempenho do tratamento UE, sugerindo fatores consistentes específicos do paciente que influenciam o desempenho do BCI. A precisão da classificação para o controle do BCI ultrapassou os limites de significância, comparável ao desempenho em indivíduos saudáveis, mostrando a viabilidade e eficácia das intervenções do BCI na reabilitação do AVC.

Estudo identifica limitações na pesquisa de treinamento de interface cérebro-computador de membros superiores

O presente estudo reconhece certas limitações que devem ser abordadas em pesquisas futuras. Embora as melhorias após o treinamento da Interface Cérebro-Computador (BCI) da extremidade superior (UE) estejam alinhadas com os achados da literatura existente, a falta de um grupo BCI UE separado como controle limita a capacidade de comparar as melhorias alcançadas por pacientes submetidos tanto à UE como à extremidade inferior. (LE) Formação BCI contra aqueles que apenas recebem formação LE BCI. Além disso, embora a amostra de pacientes apresente heterogeneidade no tipo de AVC e na localização da lesão, seu tamanho permanece pequeno, necessitando de coortes maiores para insights mais abrangentes sobre as melhorias observadas e sua correlação com as características do AVC.

O monitoramento em tempo real revela o papel da neuroplasticidade na recuperação funcional

Sebastián-Romagosa et al. (2020b) destacam o potencial único das terapias BCI para monitorar a atividade cerebral durante o tratamento, oferecendo insights sobre os mecanismos de neuroplasticidade que impulsionam melhorias funcionais. No presente estudo, 19 pacientes com AVC foram submetidos a treinamento BCI envolvendo imagens motoras (IM), estimulação elétrica funcional (FES) e um avatar 3D durante 25 sessões cada para extremidades superiores e inferiores. O feedback em tempo real foi fornecido através do FES e do avatar. Foram observadas melhorias significativas nas extremidades alvo e nas atividades diárias após o tratamento com UE BCI, incluindo melhorias na função motora e reduções na espasticidade. O tratamento subsequente com LE BCI melhorou ainda mais a espasticidade do tornozelo, a mobilidade, o equilíbrio e a velocidade de caminhada, indicando benefícios adicionais dos tratamentos sequenciais.

A acessibilidade aos dados é restrita devido a regulamentos de privacidade, e as solicitações de acesso aos conjuntos de dados devem ser direcionadas à parte responsável. A aprovação ética foi obtida e os participantes forneceram consentimento informado. O financiamento para o estudo foi fornecido pela FFG, Áustria.

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