Utiliser la neurotechnologie pour aider les enfants atteints d'un handicap physique dû à une paralysie cérébrale

Objectif L'infirmité motrice cérébrale hémiparétique entraîne une faiblesse motrice unilatérale sévère qui altère la fonction du membre supérieur et la vie quotidienne chez les enfants. Les thérapies efficaces et fondées sur des preuves, en particulier les interventions engageantes et intensives telles que l'interface cerveau-ordinateur combinée à la stimulation électrique fonctionnelle (BCI-FES), restent limitées et peu explorées dans les populations pédiatriques. L'étude vise à combler cette lacune en adaptant et en validant un modèle de réadaptation BCI-FES centré sur l'enfant pour les déficiences motrices du membre supérieur, permettant une thérapie efficace et engageante pour les enfants atteints d'infirmité motrice cérébrale hémiparétique.

Objectifs Objectif 1 : Déterminer l'efficacité de la FES activée par BCI pour les enfants atteints d'infirmité motrice cérébrale hémiparétique dans l'amélioration des résultats fonctionnels.

Objectif 2 : Développer, valider et optimiser un modèle de réadaptation BCI-FES centré sur l'enfant qui améliore la fonction motrice du membre supérieur et les activités de la vie quotidienne chez les enfants atteints d'infirmité motrice cérébrale hémiparétique, permettant des thérapies évolutives et efficaces basées sur les neurotechnologies qui améliorent l'autonomie fonctionnelle et la qualité de vie dans le cadre de la réadaptation pédiatrique.

Méthode Le dispositif combine l'EEG, la FES et un retour visuel en temps réel pour créer un système d'entraînement en boucle fermée. Lors de chaque séance, un casque EEG enregistre l'activité cérébrale liée au mouvement pendant qu'un participant imagine un mouvement spécifique (par exemple, l'extension du poignet). Lorsque le système identifie correctement l'imagerie motrice, il délivre la FES aux muscles correspondants et affiche le mouvement associé sur un écran via un avatar animé.

Le projet utilise le système g.tec recoveriX (g.tec, Schiedlberg, Autriche), une suite BCI disponible dans le commerce qui intègre l'enregistrement EEG et la stimulation électrique fonctionnelle.

BCI : Les signaux EEG sont enregistrés à l'aide d'un casque EEG à 16 canaux à base de gel. Les électrodes d'enregistrement sont placées selon le système international 10-10. L'algorithme de classification génère une précision de classification, définie comme le pourcentage de prédictions correctes produites par le BCI lors de l'identification des commandes d'imagerie motrice intentionnelles.

FES : La stimulation musculaire électrique est délivrée bilatéralement via deux stimulateurs électriques g.Estim (g.tec, Graz, Autriche), qui génèrent des impulsions de courant constant biphasiques rectangulaires.

Retour visuel : Un moniteur positionné directement devant chaque participant affiche deux avatars de main virtuels qui fournissent un retour visuel en temps réel reflétant le mouvement intentionnel. Lorsque le système détecte avec succès l'imagerie motrice, l'avatar effectue le mouvement correspondant sur l'écran.

Intervention L'intervention comprend deux composantes : les séances d'entraînement et les séances de réadaptation.

Séances d'entraînement : L'entraînement calibre le système en enregistrant les signaux EEG pendant l'imagerie motrice de l'extension du poignet gauche ou droit. Les participants sont guidés pour visualiser l'extension du poignet pour les deux mains. Chaque séance comprend trois essais d'environ 15 minutes. Chaque essai contient 80 passages d'une durée de 8 secondes.

Séances de réadaptation : Pendant la réadaptation, le classificateur généré lors de l'entraînement pilote le retour visuel et électrique. Les participants complètent jusqu'à trois essais par séance, en utilisant des indices audio pour guider les tentatives d'imagerie motrice. Le retour visuel et la stimulation électrique sont fournis uniquement lorsque l'imagerie motrice est classée avec précision et correspond à la direction de l'indice.

Les participants assistent à 15 à 20 séances recoveriX sur trois semaines consécutives. Chaque séance dure jusqu'à 90 minutes et comprend des essais d'imagerie motrice randomisés impliquant les deux membres. Les séances sont ajustées en fonction de la tolérance des participants, avec des périodes de repos programmées et des pauses supplémentaires facultatives pour maintenir le confort et l'engagement.