Effet de l'imagerie motrice assistée par interface cerveau-ordinateur pour la rééducation de la marche chez les patients victimes d'un AVC

Dans la première étude, nous proposons 20 sujets qui ont subi leur tout premier AVC sous-cortical hémorragique ou ischémique avec atteinte des membres inférieurs plus de 9 mois avant l'inscription à l'étude. Les sujets seront recrutés parmi les patients existants de la cohorte de patients du médecin de l'étude et parmi les références des médecins traitants. Lors de la visite de dépistage initiale, il sera vérifié que le sujet remplit les critères de participation et le consentement éclairé sera obtenu par le personnel de l'étude. Les sujets seront informés en détail de la procédure expérimentale, des risques et des avantages impliqués et de leurs responsabilités au cours de l'étude.

Une fois le consentement donné, les sujets subiront une session d'utilisabilité MI-BCI, ils seront confortablement assis devant un écran d'ordinateur. Un bonnet EEG sera confortablement porté sur la tête du sujet pour enregistrer les traces EEG de toutes les zones corticales activées. Les sujets seront ensuite invités à effectuer une tâche d'imagerie mentale dans laquelle ils s'imagineront en train de marcher correctement avec leur jambe affectée. Les précisions dans la classification de l'imagerie motrice correcte à partir de la condition d'inactivité de l'EEG seront enregistrées pour chaque sujet. Les sujets qui obtiennent une précision supérieure à 57,5% sont considérés comme éligibles au programme de formation MI-BCI. Les sujets éligibles à la formation MI-BCI subiront ensuite une série d'évaluations fonctionnelles, comprenant (1) des mesures cliniques fonctionnelles (test de marche de 10 mètres et test Up-to-Go), (2) une analyse de la marche, (3) une évaluation de l'activité corticale en utilisant TMS, et (4) IRM et DTI scan. (5) Tests psychologiques, y compris l'inventaire de dépression de Beck, l'échelle de gravité de la fatigue, le test d'étendue numérique. Avant le début de la formation MI-BCI, les sujets subiront une autre session d'étalonnage MI-BCI, qui sera effectuée totalement de la même manière avec la session d'utilisabilité BCI pour recueillir des données plus précieuses pour l'analyse. Après avoir terminé les 5 évaluations et la session d'étalonnage MI-BCI, la formation MI-BCI peut être démarrée à la fréquence de 3 fois par semaine pendant 4 semaines. La procédure de formation MI-BCI est identique à celle de la session d'utilisabilité BCI, sauf qu'un personnage de dessin animé sur l'écran de l'ordinateur sera activé pour avancer si les sujets réalisent avec succès une imagerie mentale précise. Les sujets subissant une formation MI-BCI devront effectuer 160 essais de MI au total avec des périodes de repos assignées (5 minutes) tous les 40 essais. Chaque session durera environ 45 minutes hors temps de préparation. Le nombre de fois que les sujets peuvent exécuter avec succès la tâche MI et la facilité avec laquelle ils sont capables d'effectuer la tâche seront enregistrés. Des signaux cérébraux distincts tels que la désynchronisation ou la synchronisation liée à un événement (ERD/ERS) sont détectables sur l'EEG pour les mouvements moteurs réels et imaginaires chez des sujets sains. En utilisant cette technique, MI-BCI, qui traduit l'imagination des mouvements en commandes en ligne, fournit un système de communication neuronale prometteur pour les patients victimes d'AVC qui souffrent de handicaps moteurs. Nous avons déjà collaboré avec I2R-A*STAR BCI pour concevoir un logiciel BCI sur mesure à synchroniser avec un amplificateur EEG. Nous avons démontré l'efficacité de cet appareil MI-BCI sur mesure sur les déficiences liées aux AVC des membres supérieurs. Par conséquent, la procédure et l'équipement utilisés resteront identiques, à l'exception de l'interface logicielle, qui affiche un personnage de dessin animé à l'écran. Les sujets subiront à nouveau les cinq mêmes évaluations à la fin de la formation MI-BCI de 4 semaines et 4 à 6 semaines après la dernière session de formation MI-BCI, respectivement, y compris (1) des mesures de résultats cliniques fonctionnels (test de marche de 10 mètres et test Up-to-Go), (2) analyse de la marche, (3) évaluation de l'activité corticale à l'aide de TMS et (4) IRM et DTI. (5) Tests psychologiques, y compris l'inventaire de dépression de Beck, l'échelle de gravité de la fatigue, le test d'étendue numérique.

Le test chronométré up-and-go est une mesure de la mobilité. Il comprend un certain nombre de tâches telles que se tenir debout à partir d'une position assise, marcher, tourner, s'arrêter et s'asseoir. Pour le test, on demande à la personne de se lever d'une chaise standard et de marcher sur une distance d'environ 3 mètres, de faire demi-tour et de revenir à la chaise et de se rasseoir. Le test de marche de 10 mètres est un test de vitesse de marche. Le test chronométré et le test de marche de 10 mètres seront évalués par un physiothérapeute certifié ou un personnel de recherche qualifié et prendront environ 30 minutes, y compris le temps d'installation.

L'analyse de la marche est l'étude systématique de la locomotion. Il sera effectué au NUH, par un technicien médical certifié ou un personnel de recherche formé. Les sujets devront porter des shorts et l'ensemble du processus d'essai pourrait être enregistré sur vidéo pour une analyse future de la qualité des mouvements des sujets (le visage ne sera pas capturé et le consentement sera obtenu à l'avance). Les marqueurs peuvent être portés à divers points de référence du corps tels que les épines iliaques du bassin, la malléole de la cheville et les condyles du genou. Des capteurs d'électromyographie (EMG) peuvent être portés au niveau des muscles quadriceps fémoral, ischio-jambiers, gastrocnémien et tibial antérieur pour les deux jambes. Les paramètres de marche des mesures temporelles et spatiales et de la cinématique articulaire seront enregistrés pendant que le sujet marche le long de la passerelle avec une plate-forme de force, selon les instructions du technicien médical ou du personnel de recherche formé. Chaque session durera environ 1 heure, y compris le temps d'installation.

La TMS sera réalisée pour étudier les mécanismes de cet entraînement sur la plasticité corticale indexée par les changements d'excitabilité corticale. Pour l'étude MEP, nous ajusterons initialement l'intensité du TMS pour obtenir un MEP de base dans le muscle tibial antérieur de la jambe à environ 1 mV d'amplitude crête à crête avant l'intervention. L'intensité de la stimulation sera maintenue constante pour chaque sujet tout au long de l'étude. Les PEM seront enregistrés dans un ordinateur pour une analyse hors ligne. Nous enregistrerons 10 MEP à chaque fois et ferons la moyenne de leur amplitude crête à crête. Pour la stimulation par impulsions appariées, un premier stimulus de conditionnement sous-seuil sera appliqué, suivi à un intervalle interstimulus variable (ISI), d'un second stimulus supra-seuil. Nous utiliserons les ISI suivants - 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms. Le pourcentage de changement pour chaque ISI avant et après traitement sera calculé à partir des MEP et sera donc important pour mesurer les changements dans la facilitation et l'inhibition intracorticales. Chaque session durera environ 1 heure, y compris le temps d'installation.

L'examen IRM/DTI sera effectué au CIRC, NUS. Avant l'examen, tous les patients seront informés de la procédure de test et des aspects de sécurité. Un médecin de formation médicale sera de garde tout au long de la procédure. Tous les participants seront scannés sur un scanner GE 3-T à l'aide d'une bobine de tête radiofréquence standard. Les mouvements de la tête ont été minimisés par un rembourrage en mousse et des sangles de retenue frontales. Un balayage haute résolution pondéré en T1 et un ensemble d'images de récupération d'inversion atténuée par fluide axial seront acquis. Les images de récupération d'inversion pondérées en T1 et atténuées par les fluides seront réalignées et spatialement normalisées en images de taille de voxel isotrope implémentées dans Matlab. Chaque session durera environ 1 heure, y compris le temps d'installation.

Une équipe de recherche administrera l'inventaire de dépression de Beck (BDI), l'échelle de gravité de la fatigue (FSS), l'étendue des chiffres avant et arrière pour contrôler l'effet de confusion de l'amélioration cognitive dans cette étude.