HEROES: Rehabilitación robótica de extremidades humanas y mejora de resultados en casos de accidente cerebrovascular (HEROES)

El título completo del proyecto HEROES es <Rehabilitación robótica de extremidades humanas y mejora de resultados en accidentes cerebrovasculares>. Es un proyecto multidisciplinario de ingeniería de rehabilitación neuronal y neurofisiológica, desarrollado por el Laboratorio de Física Médica e Innovación Digital de la Facultad de Medicina de la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad Aristóteles de Tesalónica y respaldado por un Departamento de Neurocirugía. Se puede acceder al sitio web del proyecto en https://heroes.med.auth.gr.

El proyecto HEROES implica:

• Un estudio clínico para la rehabilitación de pacientes con accidente cerebrovascular crónico (CS), utilizando múltiples interfaces inmersivas hombre-máquina (dispositivo de brazos robóticos controlados por interfaz cerebro-computadora (BCI), chaqueta y guantes de robótica portátil, aplicación de juegos serios, presentación de realidad aumentada)
• Un análisis neurofisiológico secundario fuera de línea de la activación, conectividad y plasticidad cerebral, así como de la electrofisiología muscular en pacientes con CS sometidos a entrenamiento y asistencia en imágenes motoras (IM) y BCI mediante estimulación muscular eléctrica.

Hitos del estudio:

• Los investigadores tienen como objetivo desarrollar, probar y optimizar una intervención basada en múltiples interfaces inmersivas hombre-máquina.
• Los investigadores tienen como objetivo desarrollar y validar protocolos de neurorrehabilitación a su propio ritmo para pacientes con SC.
• Los investigadores tienen como objetivo identificar y estudiar la funcionalidad neurofisiológica y la alteración de la actividad cerebral en el SC crónico.

Las redes de neuronas cerebrales de pacientes con accidente cerebrovascular crónico (CS) y personas sanas comparten patrones de conectividad similares, pero se han identificado nuevas interacciones funcionales como exclusivas de las redes de pacientes con CS y pueden atribuirse a efectos de organización tanto adaptativos como desadaptativos después del accidente cerebrovascular. La importancia de estos fenómenos como posibles factores pronósticos y como contribuyentes a la rehabilitación del paciente aún no se ha especificado. Tampoco se comprende completamente el proceso neurofisiológico subyacente exacto y en qué medida está modulado por interacciones de orden superior. Los investigadores utilizaron retroalimentación visual y táctil rica, entornos de realidad virtual (VRE), exoesqueletos controlados por BCI y actuadores robóticos y, además, documentaron efectos de plasticidad en las redes cerebrales.

El reentrenamiento de los circuitos cerebrales y la promoción de la plasticidad para restaurar las funciones corporales han sido reconocidos entre los principios clave de la reparación de la médula espinal por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares de EE. UU. (NIH/NINDS de EE. UU.). No obstante, la literatura existente aún no describe con precisión el proceso fisiopatológico y el efecto de la SCS en el SNC y las redes sensoriomotoras. Se deben considerar los estudios necesarios para abordar este tema (como nuestro estudio), identificando preguntas específicas que deben responderse mediante investigaciones adicionales: a) cómo y por qué se establece la reorganización de las redes CNS, b) cómo evoluciona esta reorganización en el tiempo con respecto a la gravedad y cronicidad del ictus, c) cuándo se puede considerar una evolución adaptativa o desadaptativa, y d) cómo se puede promover o prevenir respectivamente. Se espera que los conocimientos adquiridos tengan relevancia clínica en la prevención de la plasticidad desadaptativa después de la CS a través de la neurorrehabilitación individualizada, así como en el diseño de tecnologías de asistencia para pacientes con CS.

Este estudio HEROES es tanto una investigación neurofisiológica preclínica en pacientes humanos con CS que tiene como objetivo avanzar en el conocimiento básico sobre las secuelas del SC en el SNC y también una implementación traslacional en la práctica clínica (rehabilitación). Nuestro análisis tiene como objetivo ayudar a producir un modelo de función del SNC a lo largo de diferentes etapas del accidente cerebrovascular (agudo, subagudo, crónico), durante diferentes actividades (estado de reposo, tareas motoras simples, actividad sensoriomotora compleja) e idealmente ser capaz de predecir resultados negativos. resultado versus posible recuperación. El proyecto HEROES tiene como objetivo investigar y promover la neuroplasticidad latente tras un ictus crónico, un tipo de lesión que provoca hemiparesia, hemiplegoa, tetraparesia o tetraplejía. Nuestro protocolo implementará entrenamiento en interfaces cerebro-computadora y brazos robóticos, entornos virtuales (brazos virtuales controlados por el cerebro, avatares y robótica portátil de realidad aumentada con sensores y actuadores (guantes y chaqueta) y estímulos audiovisuales/táctiles ricos junto con aplicaciones de juegos serias. para mejorar la motivación. También se estudiarán las redes cerebrales sensoriomotoras visuales y cinestésicas mediante electroencefalografía de alta densidad para demostrar y monitorear la plasticidad del SNC.