NeuroSuitUp : Neuroréhabilitation par des interfaces homme-machine synergiques (NeuroSuitUp)

Le titre complet du projet NeuroSuitUp est <Neurréhabilitation par des interfaces homme-machine synergiques favorisant la neuroplasticité dormante dans les lésions de la moelle épinière> . Il s'agit d'un projet multidisciplinaire d'ingénierie neurophysiologique et de réadaptation neurale, développé par le Laboratoire de physique médicale et d'innovation numérique, École de médecine, Faculté des sciences de la santé de l'Université Aristote de Thessalonique et soutenu par un département de neurochirurgie. Cette recherche est cofinancée par la Grèce et l'Union européenne (Fonds social européen- FSE) à travers le programme opérationnel "Développement des ressources humaines, éducation et apprentissage tout au long de la vie 2014-2020" dans le cadre du projet ""NeuroSuitUp"" (MIS 5047840 ). Le site Web du projet est accessible à l'adresse https://imedphys.med.auth.gr/project/neurosuitup .

Le projet NeuroSuitUp implique :

• Une étude clinique pour la rééducation des patients atteints de lésion de la moelle épinière cervicale (CSCI), utilisant plusieurs interfaces homme-machine immersives (dispositif de bras robotique contrôlé par interface cerveau-ordinateur (BCI), veste et gants de robotique portable, application de jeu sérieux, présentation de réalité augmentée)
• Une analyse neurophysiologique secondaire hors ligne de l'activation, de la connectivité et de la plasticité corticales de la saumure ainsi que de l'électrophysiologie musculaire chez les patients atteints de CSCI subissant une formation et une assistance en imagerie motrice (IM) et BCI par stimulation musculaire électrique

Jalons de l'étude :

• Les enquêteurs visent à développer, tester et optimiser une intervention basée sur de multiples interfaces homme-machine immersives
• Les chercheurs visent à développer et à valider des protocoles de neuro-réadaptation à leur propre rythme pour les patients atteints de CSCI.
• Les chercheurs visent à identifier et à étudier la fonctionnalité neurophysiologique et l'altération de l'activité corticale dans le CSCI chronique.

Les réseaux sensori-moteurs des patients atteints de lésions de la moelle épinière (SCI) et des individus en bonne santé partagent des modèles de connectivité similaires, mais de nouvelles interactions fonctionnelles ont été identifiées comme uniques aux réseaux de patients atteints de SCI et peuvent être attribuées à des effets d'organisation adaptatifs et inadaptés après la blessure. L'importance de tels phénomènes à la fois en tant que facteurs pronostiques possibles et en tant que contributeurs à la réadaptation des patients reste pour l'instant indéterminée. Le processus neurophysiologique sous-jacent exact et la mesure dans laquelle il est modulé par des interactions d'ordre supérieur ne sont pas non plus entièrement compris. Bien plus important encore, il a récemment démontré pour la première fois une récupération neurologique partielle chez des patients atteints de lésions médullaires complètes 5 à 10 ans après la blessure grâce à des protocoles de neuro-réhabilitation révolutionnaires, intégrés à la pratique médicale et physiothérapeutique traditionnelle. Les chercheurs ont utilisé une rétroaction visuelle et tactile riche, des environnements de réalité virtuelle (VRE), des exosquelettes contrôlés par BCI et des actionneurs robotiques et ont en outre documenté des effets de plasticité au niveau cortical.

La communication résiduelle entre le cerveau et la moelle épinière joue un rôle important dans une éventuelle neuroréhabilitation, car même dans les lésions complètes, un quart des fibres nerveuses traversant le niveau de la lésion sont fonctionnellement intactes. En tant que tel, le recyclage des circuits du SNC et la promotion de la plasticité pour restaurer les fonctions corporelles ont été reconnus parmi les principes clés de la réparation de la moelle épinière par l'Institut national américain des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (US NIH/NINDS). Néanmoins, la littérature existante ne décrit pas encore avec précision le processus physiopathologique et l'effet de la SCI sur le SNC et les réseaux sensorimoteurs. Les études nécessaires pour résoudre ce problème (comme notre étude) doivent être envisagées, en identifiant des questions spécifiques auxquelles il faudra répondre par une enquête plus approfondie : a) comment et pourquoi la réorganisation des réseaux CNS est établie, b) comment cette réorganisation évolue dans le temps par rapport à la la gravité et la chronicité de la blessure, c) quand peut-elle être considérée comme une évolution adaptative ou inadaptée, et d) comment peut-elle être respectivement favorisée ou prévenue. Les connaissances acquises devraient avoir une pertinence clinique dans la prévention de la plasticité inadaptée après une lésion médullaire par le biais de la neuro-réadaptation individualisée, ainsi que dans la conception de technologies d'assistance pour les patients atteints de lésion médullaire.

Cette étude NeuroSuitUp est à la fois une enquête neurophysiologique préclinique sur des patients humains SCI qui vise à faire progresser les connaissances de base sur les séquelles de SCI au SNC et également une mise en œuvre translationnelle dans la pratique clinique (réadaptation). Notre analyse vise à éventuellement aider à produire un modèle de Fonction du SNC à différents stades de la SCI (aiguë, subaiguë, chronique), au cours de différentes activités (état de repos, tâches motrices simples, activité sensorimotrice complexe), faire la différence entre une blessure complète et incomplète et, idéalement, être capable de prédire un résultat négatif par rapport à une éventuelle récupération . Le projet NeuroSuitUp vise à étudier et à promouvoir la neuroplasticité dormante après une lésion médullaire chronique de la colonne cervicale, un type de blessure qui provoque la tétraparésie et la tétraplégie. Notre protocole déploiera une formation sur les interfaces cerveau-ordinateur et les bras robotiques, les environnements virtuels (bras virtuels contrôlés par le cerveau, les avatars et la robotique portable de réalité augmentée avec des capteurs et des actionneurs (gants et veste) et des stimuli audio/visuels/tactiles riches ainsi que des applications de jeux sérieux pour renforcer la motivation. Les réseaux cérébraux sensorimoteurs visuels et kinesthésiques seront également étudiés en utilisant l'électroencéphalographie à haute densité afin de démontrer et de surveiller la plasticité du SNC.