mindBEAGLE: Erschließung funktioneller Kommunikation für Patienten mit Bewusstseinsstörungen

Die Forschung des Teams spiegelt ein integriertes klinisches und Forschungsteam wider, das einen aggressiven und innovativen Ansatz unter Verwendung der Brain-Computer-Interface-Technologie (BCI) für die Bewertung, Prognose und Rehabilitationsversorgung von Bewusstseinsstörungen (Disorders of Consciousness, DoC) charakterisieren und umsetzen wird. Die vorgeschlagene Arbeit strebt einen gleichberechtigten Zugang zu Gesundheitssystemen und -technologie an, selbst für schutzbedürftige Personen mit erheblichen Behinderungen aufgrund ihres DoC-Zustands.

Der „Goldstandard“ zur Beurteilung der kognitiven Leistungsfähigkeit bei Patienten mit DoC basiert auf Verhaltensreaktionsbeobachtungen und Neuroimaging-Modalitäten. Diese Ansätze unterschätzen jedoch die Fähigkeiten der Patienten. Das aktuelle Problem besteht darin, dass sich Rehabilitationsteams ohne andere klinische Daten ausschließlich auf beobachtbare Verhaltensänderungen im Bewusstsein der Patienten für ihre Umgebung verlassen, um zu behandeln und die Kommunikation zu verbessern. Die Herausforderung des Projekts besteht in der Implementierung einer BCI-fokussierten unterstützenden Technologie, die einen einzigartigen und spezifischen elektrophysiologischen Biomarker für kognitive und Kommunikationsfähigkeiten identifiziert, der mit aktuellen klinischen Instrumenten nicht erschlossen werden kann. Im Erfolgsfall wird dieser Ansatz es klinischen Teams ermöglichen, Behandlung und Kommunikation einzuleiten und so therapeutische Verzögerungen zu vermeiden, die sich aus herkömmlichen Methoden ergeben, die Verhaltensindikatoren erfordern, die für die Teilnahme an der funktionalen Kommunikation erforderlich sind.

Die P300-Welle ist eine positive Ablenkung des menschlichen ereignisbezogenen Potenzials. Es wird am häufigsten in einem „Oddball“-Paradigma ausgelöst, wenn ein Subjekt einen gelegentlichen „Ziel“-Reiz in einer regelmäßigen Folge von Standardreizen erkennt.

In diesem Projekt werden Standardmethoden für das Bewusstseinstraining, die im UPMC RI Brain Injury-Programm verwendet werden, mit neuartiger BCI-Forschung verglichen, indem mindBEAGLE verwendet wird, eine Reihe von P300-Paradigmen (Vibrationen, Klangtöne und mentale Visualisierung), die zur kognitiven und kommunikativen Beurteilung und Behandlung verwendet werden. Europäische Studien mit dem mindBEAGLE-System bei DoC-Patienten zeigen die kognitiven und kommunikativen Fähigkeiten der Patienten auf, die sich auf die aktuelle Funktionsbeurteilung auswirken und die Prognose und Genesung beeinflussen. Der mindBEAGLE liefert zusätzliche diagnostische Daten zur Verbesserung der klinischen neurowissenschaftlichen Praxis, indem er Reaktionen auf Reize zeigt, die von der Verwendung des Elektroenzephalogramms (EEG) P300 profitieren. Es wurden jedoch keine klinischen neurowissenschaftlichen Implementierungsstudien durchgeführt. Ausgestattet mit detaillierteren und genaueren Bewertungen aus dieser Studie sind die Forscher zuversichtlich, dass die klinischen Teams in der Lage sein werden, spannende Rehabilitationsbehandlungen anzubieten, die von UPMC RI-Behandlungsteams, Patienten und Familien entwickelt wurden und die mindBEAGLE-Schnittstelle für die funktionale Kommunikation nutzen. Insbesondere wird die EEG-basierte mindBEAGLE BCI-Suite eine praktische Plattform für die kognitive Beurteilung der Befehlsfolge und ein Kommunikationssystem für Patienten mit DoC bieten, das es den Forschungsteams ermöglichen wird, intensivere, mehrdimensionale Rehabilitationsbehandlungen anzubieten, die dem UPMC-Ideal der Lebensveränderung entsprechen Medizin.