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Exosquelette et activité cérébrale avec fNIRS (ExoNIRS)

31 mars 2022 mis à jour par: Centre Hospitalier Régional d'Orléans

Relation Entre L'activation Corticale Et Le Niveau De Force Gradée Lors De La Marche Assistée Par Un Robot Chez Des Personnes En Bonne Santé : Une Étude De Spectroscopie Dans Le Proche Infrarouge Fonctionnel Neuroimaging.

Arrière-plan. Le contrôle de la force est l'un des paramètres majeurs de l'activité motrice. Il existe peu d'études concernant l'activité corticale impliquée pour différents niveaux de force pendant la marche.

Objectif. Étudier l'activation du cortex lors de la marche d'un exosquelette avec 4 niveaux de force de guidage chez des témoins sains.

Méthodes. Les chercheurs ont acquis la spectroscopie proche infrarouge (fNIRS) avec un appareil à 20 canaux (Brite 24® ; Artinis) couvrant bilatéralement la plupart des régions cérébrales de contrôle moteur pendant la marche exosquelette à différents niveaux de force (100 %, 50 % d'aide, 0 % d'aide et 25 % de résistance) chez 24 témoins sains. Les enquêteurs ont mesuré les variations de l'oxyhémoglobine (HbO2) et de la désoxyhémoglobine (HbR). La technique a été optimisée par l'utilisation de canaux de référence (pour corriger les interférences hémodynamiques superficielles).

Aperçu de l'étude

Statut

Complété

Intervention / Traitement

Description détaillée

Un objectif important des neurosciences des systèmes moteurs est de caractériser comment l'activité neuronale dans le cerveau médie les paramètres de mouvement tels que la force, la vitesse, la fréquence du mouvement ou la direction du mouvement. Le codage neuronal de la force a été étudié chez l'animal et l'homme par TEP , IRMf , spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge (fNIRS), EEG ou stimulation magnétique.

Des études électrophysiologiques chez des primates non humains ont démontré une corrélation entre les taux de décharge neuronale dans plusieurs régions du cortex moteur controlatéral et l'amplitude de la force exercée.

Chez l'homme, des études d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) ont confirmé la relation entre l'augmentation de l'activation neuronale et l'augmentation de l'amplitude de la force dans les cortex moteur/somatosensoriel primaire controlatéral (M1/S1), l'aire motrice supplémentaire (SMA) et le cortex prémoteur. Le cortex moteur ipsilatéral pourrait également contribuer au codage de la force. Il existe également des preuves que la boucle ganglions de la base-thalamo-corticale participe à la régulation du contrôle de la force. La partie interne du globus pallidus (GPi) et du noyau sous-thalamique (STN) présentait une augmentation positive du pourcentage de changement de signal avec une force croissante, et les régions thalamiques ventrales étaient également impliquées de la même manière. Plus récemment, des études avec fNIRS ont confirmé la relation entre le niveau de force et l'activation cérébrale dans l'hémisphère controlatéral et ipsilatéral.

La plupart des études humaines concernaient des tâches statiques isométriques. Seules quelques études ont considéré les mouvements dynamiques. En règle générale, le traitement des changements de force transitoires répétitifs nécessite plus d'activité métabolique que la génération et le contrôle d'une force statique. Il existe une corrélation entre le niveau de force et les modifications corticales au sein du réseau neuronal dans le M1 controlatéral et le cervelet antérieur.

La plupart des études concernent le membre supérieur. A notre connaissance les seuls étudiés concernent le membre inférieur dans un niveau de force isométrique. L'un concerne les corrélats neuronaux du contrôle du couple du quadriceps chez les patients atteints de bronchopneumopathie chronique obstructive et l'autre concerne les contractions isométriques avec le dorsiflexeur de la cheville chez les témoins sains.

L'IRMf et la TEP sont très sensibles aux artefacts de mouvement et ne conviennent pas aux articulations proximales dynamiques ou aux études de la marche. Le fNIRS est moins sensible aux artefacts de mouvement et a permis de nombreuses études sur la marche dans des conditions plus naturelles chez des témoins ou des patients. L'IRMf et le fNIRS sont basés sur les principes physiologiques du couplage neurovasculaire, le processus par lequel les régions cérébrales actives induisent une augmentation locale du flux sanguin pour répondre à leurs besoins énergétiques via la dilatation des capillaires et des artérioles. L'IRMf mesure la réponse dépendante du niveau d'oxygène dans le sang (BOLD) correspondant au rapport de l'oxy à la désoxy-hémoglobine. Cependant, les deux fractions de l'hémoglobine ne sont pas mesurées individuellement avec l'IRMf. Au contraire, fNIRS mesure les deux espèces d'hémoglobine séparément. Lors de ce couplage neurovasculaire, la quantité d'oxygène apportée est typiquement supérieure à celle consommée localement, entraînant une augmentation substantielle de l'HbO2 et une légère diminution de l'HbR dans la région.

De nombreuses études fNIRS sur la marche ont enregistré des variations hémodynamiques dans le cortex préfrontal avec le paradigme des tâches doubles. Seules quelques études concernaient le cortex moteur.

Ces dernières années, la rééducation assistée par robot a été utilisée en plus de la rééducation conventionnelle. Il offre des possibilités de prise en charge précoce, intensive et spécifique à une tâche avec une stimulation multisensorielle considérée comme la plus efficace pour favoriser la neuroplasticité. La littérature suggère que la rééducation robotique augmente la capacité de marche des patients, la vitesse de marche, la force musculaire des membres inférieurs, la longueur des pas et la symétrie de la marche. Cependant, les bases neurophysiologiques de la rééducation assistée par robot restent mal connues. L'utilisation d'un exosquelette permet de contrôler le pourcentage d'aide apporté. Dans cette étude chez des sujets sains, les chercheurs proposent d'étudier l'activation cérébrale dans les régions motrices lors de la marche dans un exosquelette. Quatre niveaux de force sont étudiés : aide totale (A100%), aide partielle (A50%), aucune aide (A0%) et résistance de 25 % (R25%) à la marche depuis l'exosquelette. Les enquêteurs émettent l'hypothèse que le niveau d'activation cérébrale mesuré par fNIRS augmentera avec l'effort fourni par les sujets.

Type d'étude

Interventionnel

Inscription (Réel)

26

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

      • Boissise-le-Roi, France, 77310
        • CHR Orléans

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 40 ans (Adulte)

Accepte les volontaires sains

Non

Sexes éligibles pour l'étude

Tout

La description

Critère d'intégration:

  • Volontaires sains (sans antécédents médicaux neurologiques, rhumatologiques ou cardiologiques connus)
  • Âge entre 18 et 40 ans
  • Avoir une couverture sociale,
  • Après avoir donné son consentement écrit.
  • Hauteur > 1,5 mètre
  • Poids inférieur à 100 kg.
  • Respect des critères morphologiques

Critère d'exclusion:

  • Personne sous tutelle ou curatelle,
  • Marche avec assistance,
  • Traumatisme ou trouble orthopédique pouvant affecter la marche,
  • Femmes enceintes,
  • Médicaments qui altèrent la vigilance et affectent potentiellement la marche et les capacités d'attention,

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: Recherche sur les services de santé
  • Répartition: N / A
  • Modèle interventionnel: Affectation à un seul groupe
  • Masquage: Aucun (étiquette ouverte)

Armes et Interventions

Groupe de participants / Bras
Intervention / Traitement
Autre: Sujets avec 4 situations de marche
Enregistrement de l'hémodynamique cérébrale avec fNIRS lors de la marche en exosquelette avec Quatre niveaux d'aide : aide totale (A100%), aide partielle (A50%), aucune aide (A0%) et résistance de 25 % (R25%) à la marche depuis le exosquelette. Chaque sujet est enregistré pendant 8 essais pour chaque niveau (32 essais). L'ordre est contrebalancé entre les sujets

Que mesure l'étude ?

Principaux critères de jugement

Mesure des résultats
Délai
Modification de la concentration d'oxyhémoglobine pendant les tâches de marche
Délai: Jour 0
Jour 0
Modification de la concentration de désoxyhémoglobine pendant les tâches de marche
Délai: Jour 0
Jour 0

Collaborateurs et enquêteurs

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

Publications et liens utiles

La personne responsable de la saisie des informations sur l'étude fournit volontairement ces publications. Il peut s'agir de tout ce qui concerne l'étude.

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)

2 mars 2022

Achèvement primaire (Réel)

22 mars 2022

Achèvement de l'étude (Réel)

22 mars 2022

Dates d'inscription aux études

Première soumission

16 mars 2022

Première soumission répondant aux critères de contrôle qualité

25 mars 2022

Première publication (Réel)

28 mars 2022

Mises à jour des dossiers d'étude

Dernière mise à jour publiée (Réel)

1 avril 2022

Dernière mise à jour soumise répondant aux critères de contrôle qualité

31 mars 2022

Dernière vérification

1 mars 2022

Plus d'information

Termes liés à cette étude

Autres numéros d'identification d'étude

  • CHRO-2021-11

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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