HŐSÖK: Emberi végtag robotrehabilitáció és eredményjavítás stroke esetén (HEROES)

A HEROES projekt teljes címe: <Human Extremity Robotic Rehabilitation and Outcome Enhancement for Stroke>. Ez egy multidiszciplináris neurofiziológiai és idegi rehabilitációs mérnöki projekt, amelyet a Thessaloniki Arisztotelész Egyetem Egészségtudományi Karának Orvosi Fizikai és Digitális Innovációs Laboratóriuma fejlesztett ki, és egy idegsebészeti osztály támogat. A projekt honlapja a https://heroes.med.auth.gr címen érhető el.

A HEROES projekt a következőket tartalmazza:

• Klinikai vizsgálat krónikus stroke-ban (CS) szenvedő betegek rehabilitációjára, több magával ragadó ember-gép interfész (Brain-Computer Interface (BCI) által vezérelt robotkaros eszköz, hordható robotkabát és kesztyű, Serious Gaming Application, Kiterjesztett valóság bemutató) használatával.
• Másodlagos off-line neurofiziológiai elemzés az agy aktivációjáról, a kapcsolódásról és a plaszticitásról, valamint az izom elektrofiziológiájáról olyan CS-ben szenvedő betegeknél, akik motoros képalkotáson (MI) és BCI-képzésen vesznek részt, valamint elektromos izomstimuláción keresztül.

A tanulmány mérföldkövei:

• A kutatók célja egy több magával ragadó ember-gép interfészen alapuló beavatkozás kifejlesztése, tesztelése és optimalizálása
• A kutatók célja saját ütemű neuro-rehabilitációs protokollok kidolgozása és validálása CS-ben szenvedő betegek számára.
• A kutatók célja, hogy azonosítsák és tanulmányozzák a neurofiziológiai funkcionalitást és az agyi aktivitás megváltozását krónikus CS-ben.

A krónikus stroke-ban (CS) szenvedő betegek és az egészséges egyének agyi neuronhálózatai hasonló kapcsolódási mintázatot mutatnak, de új funkcionális interakciókat azonosítottak a CS-beteghálózatokban, amelyek a stroke utáni adaptív és maladaptív szerveződési hatásoknak egyaránt tulajdoníthatók. Ezeknek a jelenségeknek mind mint lehetséges prognosztikai tényezői, mind a betegrehabilitációhoz hozzájáruló jelentőségét egyelőre nem határozták meg. A pontos mögöttes neurofiziológiai folyamat és az, hogy ezt a magasabb rendű kölcsönhatások milyen mértékben modulálják, szintén nem teljesen ismert. A kutatók gazdag vizuális és tapintható visszacsatolást, virtuális valóság környezeteket (VRE), BCI által vezérelt exoskeleton- és robot-aktorokat, valamint az agyi hálózatok plaszticitási hatását dokumentálták.

Az US National Institute of Neurological Disorders and Stroke (US NIH/NINDS) a gerincvelő-javítás kulcsfontosságú alapelvei között ismerte el az agyi áramkörök átképzését és a plaszticitás elősegítését a test funkcióinak helyreállítása érdekében. Ennek ellenére a meglévő irodalom még nem mutatja be pontosan az sCS kórélettani folyamatát és hatását a központi idegrendszerre és a szenzomotoros hálózatokra. Meg kell fontolni az e kérdés megoldásához szükséges tanulmányokat (például tanulmányunkat), és meg kell határozni a további vizsgálatok során megválaszolandó konkrét kérdéseket: a) hogyan és miért jön létre a központi idegrendszeri hálózatok átszervezése, b) hogyan alakul ez az átszervezés időben a a stroke súlyossága és krónikussága, c) mikor tekinthető adaptív vagy maladaptív evolúciónak, és d) hogyan előmozdítható, illetve hogyan előzhető meg. A megszerzett betekintés várhatóan klinikai jelentőséggel bír a CS utáni maladaptív plaszticitás megelőzésében az egyénre szabott neuro-rehabilitáció révén, valamint a CS-betegek számára kisegítő technológiák tervezésében.

Ez a HEROES-tanulmány egyrészt egy preklinikai neurofiziológiai vizsgálat humán CS-betegeken, amelynek célja az alapvető ismeretek előmozdítása a központi idegrendszer SC-következményeiről, másrészt transzlációs megvalósítás a klinikai (rehabilitációs) gyakorlatban. Elemzésünk célja, hogy végül elősegítse a központi idegrendszer működésének modelljének létrehozását a stroke különböző szakaszaiban (akut, szubakut, krónikus), különböző tevékenységek során (nyugalmi állapot, egyszerű motoros feladatok, összetett szenzomotoros aktivitás), és ideális esetben a negatív előrejelzésére. eredmény versus lehetséges helyreállítás. A HEROES projekt célja, hogy megvizsgálja és elősegítse a krónikus stroke utáni nyugvó neuroplaszticitást, egy olyan típusú sérülést, amely hemiparézist, hemiplegoát, tetraparézist vagy tetraplegiát okoz. Protokollunk az agyi számítógépes interfészek és robotkarok, virtuális környezetek (agy által vezérelt virtuális karok, avatárok és kiterjesztett valóságú hordható robotika érzékelőkkel és aktuátorokkal (kesztyűk és kabát) és gazdag audio/vizuális/tapintási ingerek, valamint komoly játékalkalmazások területén való képzést alkalmaz. a motiváció fokozására. Vizuális és kinesztetikus szenzomotoros agyi hálózatokat is tanulmányozni fognak nagy sűrűségű elektroencefalográfiával a központi idegrendszer plaszticitásának demonstrálása és monitorozása érdekében.