BCI-unterstützte MI-Intervention bei subakutem Schlaganfall (Promotoer)

Der Schlaganfall ist weltweit ein großes Problem für die öffentliche Gesundheit und Sozialfürsorge, da er die Hauptursache für langfristige Behinderungen bei Erwachsenen ist. Die motorische Beeinträchtigung der oberen Extremitäten bleibt häufig nach einem Schlaganfall bestehen, der die funktionelle Unabhängigkeit des Patienten im Alltag beeinträchtigt. Trotz der intensiven Rehabilitation bleibt die Variabilität in Art und Ausmaß der Erholung der oberen Extremitäten ein entscheidender Faktor, der die Rehabilitationsergebnisse beeinflusst. Die Elektroenzephalographie (EEG)-basierte Brain Computer Interface (BCI)-Technologie ist ein potenzielles Instrument zur Förderung der funktionellen motorischen Erholung der oberen Gliedmaßen nach einem Schlaganfall, wie in mehreren randomisierten kontrollierten Studien gezeigt wurde. Das multidisziplinäre Team der Forscher war erfolgreich bei der Entwicklung, Implementierung und klinischen Validierung eines sensomotorischen rhythmusbasierten BCI in Kombination mit einem realistischen visuellen Feedback der oberen Extremität zur Unterstützung der Handmotorik-Imagination (MI)-Praxis bei Schlaganfall-Teilnehmern. Es bleiben jedoch noch wichtige Fragen zu klären, um BCI in die klinische Praxis umzusetzen, wie z. B. die Definition, ob die erwarteten BCI-induzierten frühen Verbesserungen der funktionellen motorischen Ergebnisse langfristig nach einem Schlaganfall aufrechterhalten werden können. Dies erfordert Fortschritte im Wissen über die funktionelle Reorganisation des Gehirns nach einem Schlaganfall und wie diese Reorganisation mit dem funktionellen motorischen Ergebnis korreliert (evidenzbasierte Medizin). Nicht zuletzt ist die Definition der Determinanten des Ansprechens des Patienten auf die Behandlung von größter Bedeutung, um den Prozess der personalisierten Medizin in der Rehabilitation zu optimieren. Die Grundlagen dieses Projekts beruhen auf den früheren Erkenntnissen der Forscher zur Wirksamkeit des BCI-unterstützten MI-Trainings bei Teilnehmern mit subakutem Schlaganfall. Diese vielversprechenden Ergebnisse bestätigten die Vorstellung, dass eine relativ kostengünstige Technik (d. h. EEG-basiertes BCI) kann genutzt werden, um eine rehabilitative Intervention (in diesem Fall MI) durchzuführen, und veranlasste das Forschungsteam, weitere translationale Anstrengungen zu unternehmen, indem es eine All-in-One-BCI-unterstützte MI-Trainingsstation – den Promotoer – implementierte. In diesem Projekt werden die Forscher Beweise für eine Persistenz (bis zu 6 Monate) der signifikanten frühen Verbesserung der handmotorischen Funktion liefern, die durch das BCI-unterstützte MI-Training, das über den Promotoer durchgeführt wird, induziert wird. Kürzlich wurde berichtet, dass aufgabenspezifisches Training langfristige Verbesserungen (6 Monate Follow-up) der Armmotorik nach einem Schlaganfall induziert. Daher lautet die Hypothese, dass die BCI-basierte Belohnung von Hand-MI-Aufgaben eine lang anhaltende Beibehaltung der früh induzierten positiven Wirkung auf die motorische Leistung in Bezug auf MI-Aufgaben fördern würde, die in einem Open-Loop-Zustand (d. h. ohne BCI) praktiziert werden. Eine weitere Hypothese ist, dass eine solche klinische Verbesserung durch lang anhaltende Neuroplastizitätsveränderungen aufrechterhalten würde, die durch die BCI-basierte Intervention nutzbar gemacht würden. Diese Hypothese ergibt sich aus aktuellen Beweisen für eine frühe Verbesserung der plastischen Veränderungen nach einem Schlaganfall, die durch BCI-basierte Trainings ermöglicht werden. Um diese Hypothese zu testen, wird eine Längsschnittbewertung der Gehirnnetzwerkorganisation durchgeführt, die aus der fortgeschrittenen EEG-Signalverarbeitung abgeleitet wird. Die Heterogenität des Schlaganfalls macht die Vorhersage des Ansprechens auf die Behandlung zu einer großen Herausforderung. Die Forscher gehen davon aus, dass die longitudinale funktionelle und neurophysiologische Bewertung über 6 Monate nach der Intervention Einblicke in Biomarker und potenzielle Prädiktoren für die Reaktion der Schlaganfallteilnehmer auf das Promotor-Training ermöglichen wird. Einige der anerkannten Faktoren, die zur funktionellen motorischen Erholung nach einem Schlaganfall beitragen, wie die Beziehung zwischen Läsionsmerkmalen und Mustern der motorischen kortikalen Reorganisation nach einem Schlaganfall (z Integrität, Schwere der motorischen Defizite zu Studienbeginn) berücksichtigt.