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Effects of a Virtual Reality-based Brain-Machine Interface Protocol in Spinal Cord Injury

23 luglio 2026 aggiornato da: José Gabriel da Silva Figueiredo

Brain Information Transfer Dynamics and Neurorehabilitation Effects of a Virtual Reality-based Brain-Machine Interface Protocol in Spinal Cord Injury

Spinal cord injury (SCI) is a highly debilitating pathology, associated with the loss of sensorimotor functions, autonomy and quality of life. Although there is currently no cure, brain-machine interfaces (BMI) have been used as a method of SCI rehabilitation. BMIs use neurophysiological signals recorded by techniques such as electroencephalography (EEG) to produce a response in a device. Recently, BMIs have achieved clinically relevant improvements in several neuropathologies. However, the biological basis of these therapeutic protocols is yet to be studied, which is extremely important to improve their effectiveness.

Therefore, in this study it is applyed an improved BMI protocol by combination with virtual reality (VR), sensory feedback (visual, auditory, and tactile), and/or exoskeleton to characterize in detail the dynamics of information transfer between the various participants' brain regions (primary objective of the overall study, which involves participants with and without SCI), and improve the rehabilitation of SCI patients. For this, the neurophysiological signals obtained by EEG will be studied, with particular interest in the altered activity that correlates with relevant clinical improvements in the rehabilitation of SCI patients.

At the beginning of the study, the following data will be collected from the participant: age, gender; specifically for participants with SCI, data associated with the injury will also be collected; level and type of injury, time post-injury, functional classification, neurological manifestations, e.g. neuropathic pain.

During the study, the participant will be monitored weekly in a total of 12 sessions, each with an expected duration of one to two hours. In these sessions, the participant will perform a 'BMI protocol': they will move a virtual avatar using motor imagery (thinking about movement) in VR, with sensory feedback provided by VR equipment and tactile sleeves. Participants without SCI will also be able to wear an exoskeleton (ExoAtlet). The VR software was developed by the research group and is locally installed on a computer for exclusive use for the implementation of this BMI protocol. It is important to note that the software operates without a network connection and does not collect any type of personal data. The participants' brain activity will be recorded by the non-invasive EEG technique, while the participant is performing the BMI protocol, in which they will have to perform mental tasks such as walking and resting. Each session has three blocks: a first one for the participant's familiarization with the virtual scenario and/or exoskeleton; and the rest to train and carry out the tasks.

At the end, questionnaires will be carried out to assess comfort or possible undesirable effects during the VR experience (e.g., fatigue or nausea) and the participant will be given the opportunity to report their experience during the session. The EEG data from subsequent sessions will be analyzed and compared over time to identify changes in the participants' brain activity promoted by this rehabilitation protocol. Blood samples will also be collected at the beginning and end of the study (1st and 12th session), to evaluate molecules potentially associated with rehabilitation. These samples, anonymized at the end of their participation in this study, will be preserved in the Institute of Biomedicine (iBiMED, University of Aveiro) Biobank for 20 years, under the responsibility of the principal investigators, to be used in the present study. Their samples and anonymized data may be used in other future studies of the same scope, but such use will always require consent from the responsible ethics committee.

Participants with SCI will be asked about the evolution of neuropathic pain (if any) with different pain scales. At the beginning and end of the study (1st and 12th session), the standard neurological and functional classification of the lesion will be performed by physicians/therapists, according to the rehabilitation center's routine. Three months after being discharged from the center, during the revisit consultation, the clinical data described here will be collected again.

Panoramica dello studio

Stato

Stato

Indica lo stato di reclutamento attuale o lo stato di accesso ampliato.
Iscrizione su invito

Condizioni

Condizioni

La malattia, il disturbo, la sindrome, la malattia o la lesione oggetto di studio. Su ClinicalTrials.gov, le condizioni possono includere anche altri problemi relativi alla salute, come la durata della vita, la qualità della vita e i rischi per la salute.

Intervento / Trattamento

Intervento / Trattamento

Un processo o un'azione che è al centro di uno studio clinico. Gli interventi includono farmaci, dispositivi medici, procedure, vaccini e altri prodotti sperimentali o già disponibili. Gli interventi possono anche includere approcci non invasivi, come l'educazione o la modifica della dieta e dell'esercizio fisico.

Tipo di studio

Tipo di studio

Descrive la natura di uno studio clinico. I tipi di studio includono studi interventistici (chiamati anche studi clinici), studi osservazionali (compresi i registri dei pazienti) e accesso allargato.
Interventistico

Iscrizione (Stimato)

Iscrizione

Il numero di partecipanti a uno studio clinico. L'iscrizione "anticipata" è il numero target di partecipanti di cui i ricercatori hanno bisogno per lo studio.
20

Fase

Fase

La fase di una sperimentazione clinica che studia un farmaco o un prodotto biologico, sulla base delle definizioni sviluppate dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense. La fase si basa sull'obiettivo dello studio, sul numero di partecipanti e su altre caratteristiche. Ci sono cinque fasi: Early Phase 1 (precedentemente indicata come Fase 0), Phase 1, Phase 2, Phase 3 e Phase 4. Not Applicable è usato per descrivere sperimentazioni senza fasi definite dalla FDA, incluse sperimentazioni di dispositivi o interventi comportamentali.
  • Non applicabile

Contatti e Sedi

Questa sezione fornisce i recapiti di coloro che conducono lo studio e informazioni su dove viene condotto lo studio.

Luoghi di studio

  • Portogallo
      • Aveiro, Portogallo, 3810-193
        • Institute of Biomedicine (iBiMED), Department of Medical Sciences, University of Aveiro
      • Vila Nova de Gaia, Portogallo, 4405-565
        • Centro de Reabilitação do Norte (CRN) Dr. Ferreira Alves, Unidade Local de Saúde de Gaia/Espinho

Criteri di partecipazione

I ricercatori cercano persone che corrispondano a una certa descrizione, chiamata criteri di ammissibilità. Alcuni esempi di questi criteri sono le condizioni generali di salute di una persona o trattamenti precedenti.

Criteri di ammissibilità

Criteri di ammissibilità

I requisiti chiave che devono soddisfare le persone che vogliono partecipare a uno studio clinico o le caratteristiche che devono avere. I criteri di ammissibilità sono costituiti sia da criteri di inclusione (necessari a una persona per partecipare allo studio) sia da criteri di esclusione (che impediscono a una persona di partecipare). I tipi di criteri di ammissibilità includono se uno studio accetta volontari sani, ha requisiti di età o gruppo di età o è limitato dal sesso.

Età idonea allo studio

  • Adulto
  • Adulto più anziano

Accetta volontari sani

Sì

Descrizione

Inclusion Criteria:

  • Any gender
  • Age between 18 and 65
  • Able to follow instructions and communicate verbally in Portuguese (or english for able bodied volunteers)

  • For the spinal cord injury group:

    • American Spinal Injury Association - ASIA - Impairment Scale (AIS) grade A, B, or C
    • Traumatic
    • Subacute condition
    • With upper limb dexterity to manipulate virtual reality controlers

Exclusion Criteria:

  • Pregnant/breastfeeding women
  • Disability/neurological condition that may interfere with tasks or measurements (e.g., cognitive impairment, dementia, brain injury)
  • Physical injury that prevents the use of the equipment (e.g., limb amputation)
  • History of severe psychiatric illness
  • Inability to decide autonomously
  • Conditioned binocular vision
  • Photosensitive epilepsy

Piano di studio

Questa sezione fornisce i dettagli del piano di studio, compreso il modo in cui lo studio è progettato e ciò che lo studio sta misurando.

Come è strutturato lo studio?

Dettagli di progettazione

  • Scopo principale: Scienza basilare
  • Assegnazione: Non randomizzato
  • Modello interventistico: Assegnazione parallela
  • Mascheramento: Separare

Armi e interventi

Gruppo di partecipanti / Arm

Gruppo di partecipanti / Arm

Un gruppo o sottogruppo di partecipanti a uno studio clinico che riceve un intervento/trattamento specifico o nessun intervento, secondo il protocollo dello studio.
Intervento / Trattamento

Intervento / Trattamento

Un processo o un'azione che è al centro di uno studio clinico. Gli interventi includono farmaci, dispositivi medici, procedure, vaccini e altri prodotti sperimentali o già disponibili. Gli interventi possono anche includere approcci non invasivi, come l'educazione o la modifica della dieta e dell'esercizio fisico.
Comparatore attivo: I - Complete SCI
Participants with complete SCI who undergo the BMI protocol plus the rehabilition center intervention
Dispositivo: Brain-Machine Interface
The participants will perform a virtual reality (VR)-based brain-machine interface (BMI) protocol: they will move a virtual avatar using motor imagery (thinking about movement) in an immersive VR, with sensory feedback provided by VR equipment and thermo-tactile sleeves. The VR software was developed by the research group and is locally installed on a computer for exclusive use for the implementation of this BMI protocol. The participants will have to perform tasks such as walking and resting in the virtual environment according to a presented visual cue. Each session has three blocks: a first one for the participant's familiarization with the virtual scenario; and the remaining to train and carry out the tasks.
Comparatore attivo: I - Incomplete SCI
Participants with incomplete SCI who undergo the BMI protocol plus the rehabilition center intervention
Dispositivo: Brain-Machine Interface
The participants will perform a virtual reality (VR)-based brain-machine interface (BMI) protocol: they will move a virtual avatar using motor imagery (thinking about movement) in an immersive VR, with sensory feedback provided by VR equipment and thermo-tactile sleeves. The VR software was developed by the research group and is locally installed on a computer for exclusive use for the implementation of this BMI protocol. The participants will have to perform tasks such as walking and resting in the virtual environment according to a presented visual cue. Each session has three blocks: a first one for the participant's familiarization with the virtual scenario; and the remaining to train and carry out the tasks.
Comparatore attivo: Able Bodied
Able body participants who undergo the BMI protocol
Dispositivo: Brain-Machine Interface
The participants will perform a virtual reality (VR)-based brain-machine interface (BMI) protocol: they will move a virtual avatar using motor imagery (thinking about movement) in an immersive VR, with sensory feedback provided by VR equipment and thermo-tactile sleeves. The VR software was developed by the research group and is locally installed on a computer for exclusive use for the implementation of this BMI protocol. The participants will have to perform tasks such as walking and resting in the virtual environment according to a presented visual cue. Each session has three blocks: a first one for the participant's familiarization with the virtual scenario; and the remaining to train and carry out the tasks.
Nessun intervento: NI - Complete SCI
Participants with complete SCI who only receives the rehabilition center intervention
Nessun intervento: NI - Incomplete SCI
Participants with incomplete SCI who only receives the rehabilition center intervention

Cosa sta misurando lo studio?

Misure di risultato primarie

Misure di risultato primarie

Nel protocollo di uno studio clinico, la misura dell'esito pianificato più importante per valutare l'effetto di un intervento/trattamento. La maggior parte degli studi clinici ha una misura di esito primaria, ma alcuni ne hanno più di una.
Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Neural Activity
Lasso di tempo: At each session, from enrollment to the end of participation, at approximately 6 weeks
Neural activity will be recorded with 16-channel electroencephalography (EEG) throughout the sessions to describe its evolution in response to the intervention (brain-machine interface protocol).
At each session, from enrollment to the end of participation, at approximately 6 weeks
ISNCSCI
Lasso di tempo: Outcome assessed upon admission at the rehabilitation center and re-assessed after up to 12 weeks at discharge. Discharge from the center depends on the patient's individual circumstances (e.g., individual progression, heath facilty transfer).
Measurement of the sensorimotor function at the beginning and at the end.
Outcome assessed upon admission at the rehabilitation center and re-assessed after up to 12 weeks at discharge. Discharge from the center depends on the patient's individual circumstances (e.g., individual progression, heath facilty transfer).
Slot Blot/ELISA for Targeted Molecular Analysis
Lasso di tempo: Outcome assessed upon enrollment in the study and re-assessed after up to 12 weeks at completion of participation. Completion depends on the patient's individual circumstances (e.g., complications from any cause).
Biologic samples (e.g., blood, saliva, urine, etc.) will be collected at enrollment and completion of participation in the study (see Time Frame). They will be processed and targeted molecular markers will be quantified using tools, such as Slot Blot and Ezyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA), to be correlated with the other neural and clinical outcomes.
Outcome assessed upon enrollment in the study and re-assessed after up to 12 weeks at completion of participation. Completion depends on the patient's individual circumstances (e.g., complications from any cause).
FTIR for Untargeted Molecular Analysis
Lasso di tempo: Outcome assessed upon enrollment in the study and re-assessed after up to 12 weeks at completion of participation. Completion depends on the patient's individual circumstances (e.g., complications from any cause).
Biologic samples (e.g., blood, saliva, urine, etc.) will be collected at enrollment and completion of participation in the study (see Time Frame). They will be processed and Fourier Transform-Infrared (FTIR) spectroscopy will be used to discover novel molecular markers of rehabilitation.
Outcome assessed upon enrollment in the study and re-assessed after up to 12 weeks at completion of participation. Completion depends on the patient's individual circumstances (e.g., complications from any cause).

Misure di risultato secondarie

Misure di risultato secondarie

Nel protocollo di uno studio clinico, una misura dell'esito pianificato che non è importante quanto la misura dell'esito primario per valutare l'effetto di un intervento ma è comunque di interesse. La maggior parte degli studi clinici ha più di una misura di esito secondaria.
Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
Chronic Pain
Lasso di tempo: At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
If present, chronic pain (either nociceptive or neurophatic) will be evaluated through four different scales: visual analog scale (VAS), numerical rating scale (NRS), verbal pain scale, and faces pain scale. Non-numerical assessments (i.e., verbal and faces pain scales) will be then converted to numbers in order to report the average pain score.
At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
Intervention Side Effects
Lasso di tempo: At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
Side effects will be measured through the Simulator Sickness Questionnaire.
At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
Embodiment
Lasso di tempo: At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
Sense of embodiment towards the virtual avatar and comfort during the experince will be measured using an adaptation of the Embodiment Questionnaire.
At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
Independence Measure
Lasso di tempo: Outcome assessed upon admission at the rehabilitation center and re-assessed after up to 12 weeks at discharge. Discharge from the center depends on the patient's individual circumstances (e.g., individual progression, heath facilty transfer).
Independence will be measured using 4th version of the Spinal Cord Independence Measure (SCIM IV)
Outcome assessed upon admission at the rehabilitation center and re-assessed after up to 12 weeks at discharge. Discharge from the center depends on the patient's individual circumstances (e.g., individual progression, heath facilty transfer).

Altre misure di risultato

Altre misure di risultato

Per gli studi clinici, una misurazione pianificata descritta nel protocollo utilizzata per determinare l'effetto di un intervento/trattamento sui partecipanti. Per gli studi osservazionali, una misurazione o un'osservazione utilizzata per descrivere modelli di malattie o tratti o associazioni con esposizioni, fattori di rischio o trattamento. I tipi di misure di esito includono la misura dell'esito primario e la misura dell'esito secondario.
Misura del risultato
Misura Descrizione
Lasso di tempo
BMI Performance
Lasso di tempo: At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.
Brain-machine interface (BMI) classification performance will be measured and compared against neural data and participant reports.
At each session, from enrollment to the end of the intervention, approximatly 6 weeks.

Collaboratori e investigatori

Qui è dove troverai le persone e le organizzazioni coinvolte in questo studio.

Sponsor

Sponsor

L'organizzazione o la persona che avvia lo studio e che ha autorità e controllo sullo studio.
José Gabriel da Silva Figueiredo

Pubblicazioni e link utili

La persona responsabile dell'inserimento delle informazioni sullo studio fornisce volontariamente queste pubblicazioni. Questi possono riguardare qualsiasi cosa relativa allo studio.

Pubblicazioni generali

Studiare le date dei record

Queste date tengono traccia dell'avanzamento della registrazione dello studio e dell'invio dei risultati di sintesi a ClinicalTrials.gov. I record degli studi e i risultati riportati vengono esaminati dalla National Library of Medicine (NLM) per assicurarsi che soddisfino specifici standard di controllo della qualità prima di essere pubblicati sul sito Web pubblico.

Studia le date principali

Inizio studio (Effettivo)

Inizio studio

La data effettiva in cui il primo partecipante è stato arruolato in uno studio clinico. La data di inizio dello studio "prevista" è la data che i ricercatori pensano sarà la data di inizio dello studio.
22 luglio 2025

Completamento primario (Stimato)

Completamento primario

La data in cui l'ultimo partecipante a uno studio clinico è stato esaminato o ha ricevuto un intervento per raccogliere i dati finali per la misura dell'esito primario. Il fatto che lo studio clinico sia terminato secondo il protocollo o sia stato interrotto non influisce su questa data. Per gli studi clinici con più di una misura di esito primario con diverse date di completamento, questo termine si riferisce alla data in cui la raccolta dei dati è completata per tutte le misure di esito primario. La data di completamento principale "prevista" è la data che i ricercatori ritengono sarà la data di completamento principale per lo studio.
1 dicembre 2028

Completamento dello studio (Stimato)

Completamento dello studio

La data in cui l'ultimo partecipante a uno studio clinico è stato esaminato o ha ricevuto un intervento/trattamento per raccogliere i dati finali per le misure di esito primarie, le misure di esito secondarie e gli eventi avversi (ovvero l'ultima visita dell'ultimo partecipante). La data di completamento dello studio "prevista" è la data che i ricercatori ritengono sarà la data di completamento dello studio.
1 dicembre 2028

Date di iscrizione allo studio

Primo inviato

Primo inviato

La data in cui lo sponsor o il ricercatore dello studio ha inviato per la prima volta un record di studio a ClinicalTrials.gov. In genere c'è un ritardo di alcuni giorni tra la prima data di invio e la disponibilità del record su ClinicalTrials.gov (la prima data di invio).
20 luglio 2026

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

Primo inviato che soddisfa i criteri di controllo qualità

La data in cui lo sponsor dello studio o il ricercatore invia per la prima volta un record di studio che è coerente con i criteri di revisione del controllo di qualità (QC) della National Library of Medicine (NLM). Lo sponsor o lo sperimentatore potrebbe dover rivedere e inviare un record di studio una o più volte prima che i criteri di revisione QC di NLM siano soddisfatti. È responsabilità dello sponsor o dello sperimentatore garantire che il record dello studio sia coerente con i criteri di revisione QC NLM.
23 luglio 2026

Primo Inserito (Effettivo)

Primo Inserito

La data in cui il record dello studio è stato disponibile per la prima volta su ClinicalTrials.gov dopo la conclusione della revisione del controllo di qualità (QC) della National Library of Medicine (NLM). In genere c'è un ritardo di alcuni giorni tra la data in cui lo sponsor dello studio o lo sperimentatore ha presentato il record dello studio e la prima data pubblicata.
29 luglio 2026

Aggiornamenti dei record di studio

Ultimo aggiornamento pubblicato (Effettivo)

Ultimo aggiornamento pubblicato

La data più recente in cui le modifiche al record di uno studio sono state rese disponibili su ClinicalTrials.gov. Potrebbe esserci un ritardo tra il momento in cui le modifiche sono state inviate a ClinicalTrials.gov dallo sponsor o dallo sperimentatore dello studio (data di invio dell'ultimo aggiornamento) e la data di pubblicazione dell'ultimo aggiornamento.
29 luglio 2026

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

Ultimo aggiornamento inviato che soddisfa i criteri QC

La data più recente in cui lo sponsor dello studio o il ricercatore ha presentato modifiche a un record di studio che sono coerenti con i criteri di revisione del controllo di qualità (QC) della National Library of Medicine (NLM). È responsabilità dello sponsor o dello sperimentatore garantire che il record dello studio sia coerente con i criteri di revisione QC NLM.
23 luglio 2026

Ultimo verificato

Ultimo verificato

La data più recente in cui lo sponsor dello studio o il ricercatore ha confermato che le informazioni su uno studio clinico su ClinicalTrials.gov sono accurate e aggiornate. Se uno studio con stato di reclutamento di reclutamento; non ancora reclutamento; o attivo, non reclutamento non è stato confermato negli ultimi 2 anni, lo stato di reclutamento dello studio viene mostrato come sconosciuto.
1 luglio 2026

Maggiori informazioni

Termini relativi a questo studio

Termini MeSH pertinenti aggiuntivi

Altri numeri di identificazione dello studio

Altri numeri di identificazione dello studio

Identificatori o numeri ID diversi dal numero NCT assegnati a uno studio clinico dallo sponsor, dai finanziatori o da altri dello studio. Questi numeri possono includere identificatori univoci di altri registri di sperimentazione e numeri di sovvenzioni del National Institutes of Health.
  • 16-CE-ICVS/CAC-EMHA/11.06.2024
  • 2023.02051.BD (Altro numero di sovvenzione/finanziamento: Fundação para a Ciência e Tecnologia, I.P. (FCT))

Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)

Hai intenzione di condividere i dati dei singoli partecipanti (IPD)?

INDECISO

Informazioni su farmaci e dispositivi, documenti di studio

Studia un prodotto farmaceutico regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Studia un dispositivo regolamentato dalla FDA degli Stati Uniti

No

Queste informazioni sono state recuperate direttamente dal sito web clinicaltrials.gov senza alcuna modifica. In caso di richieste di modifica, rimozione o aggiornamento dei dettagli dello studio, contattare register@clinicaltrials.gov. Non appena verrà implementata una modifica su clinicaltrials.gov, questa verrà aggiornata automaticamente anche sul nostro sito web .

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