Efecto de las imágenes motoras asistidas por interfaz cerebro-computadora para el reentrenamiento de la marcha en pacientes con accidente cerebrovascular

En el primer estudio, proponemos 20 sujetos que sufrieron su primer accidente cerebrovascular subcortical hemorrágico o isquémico con deterioro de las extremidades inferiores más de 9 meses antes de la inscripción en el estudio. Los sujetos se reclutarán de los pacientes existentes en la cohorte de pacientes del médico del estudio y de las referencias de los médicos tratantes. Durante la visita de selección inicial, se verificará que el sujeto cumpla con los criterios de participación y el personal del estudio obtendrá el consentimiento informado. Los sujetos recibirán información completa y detallada sobre el procedimiento experimental, los riesgos y beneficios involucrados y sus responsabilidades durante el estudio.

Una vez que se proporcione el consentimiento, los sujetos se someterán a una sesión de usabilidad MI-BCI, estarán sentados cómodamente frente a la pantalla de una computadora. Se usará cómodamente una gorra de EEG sobre la cabeza del sujeto para registrar los rastros de EEG de cualquier área cortical activada. Luego, se indicará a los sujetos que realicen una tarea de imágenes mentales en la que se imaginarán caminando correctamente con la pierna afectada. Las precisiones en la clasificación de las imágenes motoras correctas de la condición inactiva del EEG se registrarán para cada sujeto. Los sujetos que obtienen una precisión superior al 57,5 ​​% se consideran aptos para el programa de formación MI-BCI. Los sujetos elegibles para el entrenamiento MI-BCI luego se someterán a una serie de evaluaciones funcionales, que incluyen (1) medidas clínicas funcionales (prueba de caminata de 10 metros y prueba Up-to-Go), (2) análisis de la marcha, (3) evaluación de la actividad cortical utilizando TMS, y (4) MRI y exploración DTI. (5) Pruebas psicológicas que incluyen el Inventario de depresión de Beck, la escala de gravedad de la fatiga, la prueba de amplitud digital. Antes del comienzo del entrenamiento MI-BCI, los sujetos se someterán a una sesión más de calibración MI-BCI, que se realizará de la misma manera que la sesión de usabilidad BCI para recopilar datos más valiosos para el análisis. Después de terminar las 5 evaluaciones y la sesión de calibración de MI-BCI, el entrenamiento de MI-BCI puede comenzar con una frecuencia de 3 veces por semana durante 4 semanas. El procedimiento del entrenamiento MI-BCI es idéntico al de la sesión de usabilidad de BCI, excepto que un personaje de dibujos animados en la pantalla de la computadora se activará para caminar hacia adelante si los sujetos realizan con éxito una imagen mental precisa. Los sujetos que se sometan al entrenamiento MI-BCI deberán realizar 160 intentos de MI en total con períodos de descanso asignados (5 minutos) cada 40 intentos. Cada sesión tendrá una duración aproximada de 45 minutos sin contar el tiempo de preparación. Se registrará el número de veces que los sujetos pueden realizar con éxito la tarea de MI y la facilidad con la que pueden realizar la tarea. Señales cerebrales distintas como la desincronización o sincronización relacionada con eventos (ERD/ERS) son detectables en EEG para movimientos motores tanto reales como imaginarios en sujetos sanos. Con esta técnica, MI-BCI, que traduce la imaginación de los movimientos en comandos en línea, proporciona un sistema de comunicación neuronal prometedor para pacientes con accidentes cerebrovasculares que sufren discapacidades motoras. Anteriormente colaboramos con I2R-A*STAR BCI para diseñar un software BCI personalizado para sincronizar con un amplificador EEG. Hemos demostrado la eficacia de este dispositivo MI-BCI hecho a la medida en las discapacidades por accidentes cerebrovasculares en las extremidades superiores; por lo tanto, el procedimiento y el equipo utilizados se mantendrán idénticos excepto por la interfaz del software, que muestra un personaje de dibujos animados en la pantalla. Los sujetos se someterán nuevamente a las mismas cinco evaluaciones al final del entrenamiento MI-BCI de 4 semanas y de 4 a 6 semanas después de la última sesión de entrenamiento MI-BCI, respectivamente, que incluyen (1) medidas de resultados clínicos funcionales (prueba de caminata de 10 metros y prueba Up-to-Go), (2) análisis de la marcha, (3) evaluación de la actividad cortical mediante TMS y (4) MRI y DTI. (5) Pruebas psicológicas que incluyen el Inventario de depresión de Beck, la escala de gravedad de la fatiga, la prueba de amplitud digital.

La prueba cronometrada de levantarse y andar es una medida de la movilidad. Incluye una serie de tareas, como levantarse de una posición sentada, caminar, girar, detenerse y sentarse. Para la prueba, se le pide a la persona que se levante de una silla estándar y camine una distancia de aproximadamente 3 metros, dé la vuelta y camine de regreso a la silla y vuelva a sentarse. La prueba de caminata de 10 metros es una prueba de velocidad al caminar. La prueba de puesta en marcha cronometrada y la prueba de caminata de 10 metros serán evaluadas por un fisioterapeuta certificado o personal de investigación capacitado, y durarán aproximadamente 30 minutos, incluido el tiempo de preparación.

El análisis de la marcha es el estudio sistemático de la locomoción. Será realizado en NUH, por un técnico médico certificado o un personal de investigación capacitado. Se requerirá que los sujetos usen pantalones cortos y todo el proceso del ensayo podría grabarse en video para analizar en el futuro la calidad del movimiento de los sujetos (no se capturará la cara y se obtendrá el consentimiento por adelantado). Se pueden usar marcadores en varios puntos de referencia del cuerpo, como las espinas ilíacas de la pelvis, el maléolo del tobillo y los cóndilos de la rodilla. Se pueden usar sensores de electromiografía (EMG) en el área de los músculos cuádriceps femoral, tendón de la corva, gastrocnemio y tibial anterior de ambas piernas. Los parámetros de marcha de las medidas temporales y espaciales y la cinemática articular se registrarán mientras el sujeto camina por la pasarela con una plataforma de fuerza, de acuerdo con las instrucciones del técnico médico o el personal de investigación capacitado. Cada sesión tendrá una duración aproximada de 1 hora, incluido el tiempo de preparación.

Se realizará TMS para investigar los mecanismos de este entrenamiento en la plasticidad cortical según lo indicado por los cambios de excitabilidad cortical. Para el estudio MEP, inicialmente ajustaremos la intensidad de TMS para lograr un MEP de referencia en el músculo tibial anterior de la pierna a aproximadamente 1 mV de amplitud pico a pico antes de la intervención. La intensidad de la estimulación se mantendrá constante para cada sujeto a lo largo del estudio. Los eurodiputados se registrarán en una computadora para su análisis fuera de línea. Registraremos 10 eurodiputados para cada momento y promediaremos su amplitud de pico a pico. Para la estimulación de pulsos emparejados, se aplicará un primer estímulo condicionante subumbral, seguido de un intervalo interestímulo variable (ISI), por un segundo estímulo supraumbral. Usaremos los siguientes ISI: 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms. El porcentaje de cambio para cada ISI antes y después del tratamiento se calculará a partir de los MEP y, por lo tanto, será importante medir los cambios en la facilitación e inhibición intracorticales. Cada sesión tendrá una duración aproximada de 1 hora, incluido el tiempo de preparación.

La exploración MRI/DTI se realizará en CIRC, NUS. Antes de la exploración, se informará a todos los pacientes sobre el procedimiento de prueba y los aspectos de seguridad. Un médico con formación médica estará a la espera durante todo el procedimiento. Todos los participantes serán escaneados en un escáner GE 3-T utilizando una bobina de cabeza de radiofrecuencia estándar. El movimiento de la cabeza se minimizó mediante el acolchado de espuma y las correas de sujeción de la frente. Se adquirirá una exploración de alta resolución ponderada en T1 y un conjunto de imágenes de recuperación de inversión atenuada por fluido axial. Las imágenes de recuperación de inversión atenuadas por fluido y ponderadas en T1 se realinearán y normalizarán espacialmente en imágenes de tamaño de vóxel isotrópico implementadas en Matlab. Cada sesión tendrá una duración aproximada de 1 hora, incluido el tiempo de preparación.

Un equipo de investigación administrará el Inventario de Depresión de Beck (BDI), la Escala de Gravedad de la Fatiga (FSS), la extensión de dígitos hacia adelante y hacia atrás para controlar el efecto de confusión de la mejora cognitiva en este estudio.