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Neuroprothèse virtuelle : redonner le sens du toucher aux personnes amputées

13 septembre 2023 mis à jour par: Florida Atlantic University

Neuroprothèse virtuelle : redonner de l'autonomie aux personnes souffrant de neurotraumatismes

L'objectif global de ce projet est de développer une neuroprothèse virtuelle dans laquelle un fac-similé d'un implant neuronal est extériorisé et logé dans une chambre microfluidique bien contrôlée, réduisant ainsi les limites intrinsèques des études hautement invasives avec des implants neuronaux. Des sujets valides et amputés des membres supérieurs seront recrutés pour contrôler une main et un bras artificiels habiles avec des signaux d'électromyogramme tandis que les signaux d'électroencéphalogramme (EEG) sont mesurés simultanément. Les mesures de la force de préhension robotique seront converties de manière biomimétique en impulsions électriques similaires à celles trouvées dans le système nerveux périphérique pour catalyser la régénération nerveuse in vitro après un neurotraumatisme. Les contributions synergiques de ce projet multidisciplinaire mèneront à une compréhension transformatrice de l'interaction symbiotique de la plasticité neuronale au sein des systèmes humains-robotiques. Actuellement, il n'y a pas de compréhension systématique de la façon dont les signaux de rétroaction tactiles peuvent contribuer à la régénération neurale des voies neurales afférentes pour restaurer la somatosensation et améliorer la fonction motrice chez les amputés équipés de membres neuroprothétiques. S'attaquer à ce problème constituera une percée importante pour le domaine important des neuroprothèses.

Aperçu de l'étude

Statut

Complété

Les conditions

Description détaillée

Pendant un ou plusieurs jours, les processus neurocomportementaux seront examinés chez des personnes contrôlant un bras et une main robotiques pour effectuer des tâches motrices simples (par ex. transport d'objets fragiles), tandis qu'un protocole de régénération nerveuse périphérique virtuelle fournit aux utilisateurs des paramètres biologiquement réalistes et idiosyncrasiques pour la restauration de la sensation haptique (en double aveugle, les neurophysiologistes cellulaires caractérisant la régénération neuronale avec la microscopie ignorent le nom et l'état des sujets ; et les expérimentateurs sujets humains ignorent le paramètre de rétroaction haptique qui sera utilisé chaque jour dans l'expérience, qui est entré par le neurophysiologiste dans une section boîte noire du logiciel dans le cas d'une évaluation microscopique de la régénération nerveuse (précoce partie du projet), ou qui est automatiquement saisie par le système dans le cas de mesures impédimétriques en temps réel (partie ultérieure du projet)).

Les principaux facteurs expérimentaux sont la « rétroaction haptique », avec trois modalités : complète, partielle (dépendante de la régénération nerveuse) et nulle ; et pour défier la stratégie de contrôle humain et imposer une demande d'informations haptiques, le «poids de l'objet transporté» (lourd, moyen et léger).

Techniques d'enregistrement : Électroencéphalographie (EEG) des sujets, électromyographie (EMG) et performance comportementale.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Réel)

21

Phase

  • N'est pas applicable

Contacts et emplacements

Cette section fournit les coordonnées de ceux qui mènent l'étude et des informations sur le lieu où cette étude est menée.

Lieux d'étude

    • Florida
      • Boca Raton, Florida, États-Unis, 33431
        • Florida Atlantic University

Critères de participation

Les chercheurs recherchent des personnes qui correspondent à une certaine description, appelée critères d'éligibilité. Certains exemples de ces critères sont l'état de santé général d'une personne ou des traitements antérieurs.

Critère d'éligibilité

Âges éligibles pour étudier

18 ans à 65 ans (Adulte, Adulte plus âgé)

Accepte les volontaires sains

Oui

La description

Critère d'intégration:

  • Pas d'altération neurologique de la sensation tactile.

Critère d'exclusion:

  • Moins de 18 ans ou plus de 65 ans

Plan d'étude

Cette section fournit des détails sur le plan d'étude, y compris la façon dont l'étude est conçue et ce que l'étude mesure.

Comment l'étude est-elle conçue ?

Détails de conception

  • Objectif principal: Science basique
  • Répartition: N / A
  • Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
  • Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Expérimental: Croissance nerveuse pendant le contrôle de la prothèse

Déterminez les conditions optimales qui favorisent la restauration sensorielle chez les personnes sans membre, avec une loi de contrôle de rétroaction haptique adaptative qui imite l'expérience de la plasticité neurale.

L'intervention Restauration sensorielle pendant le contrôle de la prothèse sera utilisée.

Les sujets humains qui utilisent une interface robotique bras/main ressentiront des sensations tactiles variables au fil du temps.

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Mesures de performance de la saisie manuelle artificielle
Délai: 1 semaine
Le pourcentage d'objets saisis qui sont transportés avec succès sans glisser ni tomber lorsqu'ils sont contrôlés par des personnes amputées à l'aide d'une main artificielle.
1 semaine

Mesures de résultats secondaires

Mesure des résultats
Description de la mesure
Délai
Régénération des neurites des ganglions de la racine dorsale
Délai: 1 semaine
La durée de la régénération des neurites 1 semaine après l'axotomie sera quantifiée. Les ganglions de la racine dorsale seront cultivés in vitro dans un réseau de microélectrodes multicanaux. La culture neuronale sera stimulée électriquement en fonction des sensations tactiles de la main artificielle utilisée par les amputés. Les sensations tactiles du bout des doigts seront converties de manière biomimétique en impulsions qui ressemblent à des potentiels d'action pour la stimulation électrique. La durée de la régénération des neurites a été quantifiée à l’aide de NeuronJ pour comparer les images au début et à la fin de l’étude.
1 semaine

Collaborateurs et enquêteurs

C'est ici que vous trouverez les personnes et les organisations impliquées dans cette étude.

Les enquêteurs

  • Chercheur principal: Erik Engeberg, Ph.D., Florida Atlantic University

Dates d'enregistrement des études

Ces dates suivent la progression des dossiers d'étude et des soumissions de résultats sommaires à ClinicalTrials.gov. Les dossiers d'étude et les résultats rapportés sont examinés par la Bibliothèque nationale de médecine (NLM) pour s'assurer qu'ils répondent à des normes de contrôle de qualité spécifiques avant d'être publiés sur le site Web public.

Dates principales de l'étude

Début de l'étude (Réel)

15 octobre 2017

Achèvement primaire (Réel)

26 octobre 2021

Achèvement de l'étude (Réel)

26 octobre 2021

Dates d'inscription aux études

Première soumission

13 juin 2018

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

26 juin 2018

Première publication (Réel)

10 juillet 2018

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

18 septembre 2023

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

13 septembre 2023

Dernière vérification

1 septembre 2023

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Autres numéros d'identification d'étude

  • FloridaAU
  • R01EB025819 (Subvention/contrat des NIH des États-Unis)

Plan pour les données individuelles des participants (IPD)

Prévoyez-vous de partager les données individuelles des participants (DPI) ?

OUI

Description du régime IPD

Le sexe, l'origine ethnique (si divulgués volontairement) et la nature de l'absence du membre supérieur (le cas échéant) sont enregistrés. Ces informations sont rapportées dans les publications de revues et de conférences correspondantes.

Délai de partage IPD

Dans l'année suivant la fin du primaire.

Critères d'accès au partage IPD

Libre accès.

Type d'informations de prise en charge du partage d'IPD

  • PROTOCOLE D'ÉTUDE
  • SÈVE

Informations sur les médicaments et les dispositifs, documents d'étude

Étudie un produit pharmaceutique réglementé par la FDA américaine

Non

Étudie un produit d'appareil réglementé par la FDA américaine

Non

Ces informations ont été extraites directement du site Web clinicaltrials.gov sans aucune modification. Si vous avez des demandes de modification, de suppression ou de mise à jour des détails de votre étude, veuillez contacter register@clinicaltrials.gov. Dès qu'un changement est mis en œuvre sur clinicaltrials.gov, il sera également mis à jour automatiquement sur notre site Web .

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