Meccanismi neurali dell'intervento musicale Emiparesi cronica del braccio in seguito a ictus: uno studio EEG di una serie di casi singoli

Reclutamento Un medico curante dell'azienda sanitaria collaboratrice informerà i pazienti dello studio e chiederà se sono interessati. In tal caso, forniranno loro la scheda informativa del partecipante e chiederanno se il capo investigatore (CI) può contattarli. Successivamente, il CI contatterà il paziente e gestirà il consenso.

Una volta reclutati, un valutatore visiterà i partecipanti a casa loro per condurre l'Action Research Arm Test (ARAT), il test dei nove fori (9HPT) e la valutazione di base del questionario sulla qualità della vita specifica per l'ictus (SSQoL).

Dopo la valutazione di base, l'IC contatterà i partecipanti per programmare le valutazioni pre-intervento e le 15 sessioni nell'arco di tre settimane. L'IC programmerà tutte le visite di valutazione e di laboratorio EEG con i partecipanti e il dottor Maidhof.

Intervento musicale L'attrezzatura per l'erogazione dell'intervento musicale verrà portata a casa dei partecipanti e comprenderà: percussioni non accordate, iPad, chitarra.

L'iPad e le percussioni faciliteranno ogni tipo di movimento della mano, delle dita e del braccio e tutte le sequenze di movimento necessarie per svolgere le attività della vita quotidiana. Gli esercizi progrediranno per facilitare una maggiore gamma e frequenza di movimento e complessità (numero di strumenti o bersagli sullo schermo colpiti in una sequenza) senza compromettere la qualità (ad es. evitando l’introduzione di movimenti compensatori).

Formazione e supervisione dell'intervento musicale Il PI formerà il musicoterapista sul protocollo di intervento musicale e istruirà su come valutare i partecipanti nella prima sessione al fine di stabilire l'esercizio iniziale - fornirà supervisione per tutto il periodo del trattamento.

Fedeltà del trattamento Ai partecipanti verrà somministrato un questionario prima della prima raccolta dei dati di base, per registrare eventuali altri interventi, ad esempio farmacologici, che potrebbero utilizzare o dovuti all'uso. Ai partecipanti verrà inoltre chiesto di tenere un registro delle attività durante ciascuna fase dello studio. Questo per garantire che qualsiasi cambiamento che si verifica possa essere analizzato in relazione ad altre attività e interventi, e che i cambiamenti legati al trattamento possano essere esaminati in modo più approfondito. Il musicoterapista che esegue l'intervento manterrà un registro del contenuto di ciascuna sessione, annotando quali esercizi sono stati completati, durata, pause ed eventuali modifiche degli esercizi come aggiustamento del tempo, disposizione spaziale delle attrezzature.

Raccolta dati EEG

L'EEG verrà misurato il giorno prima dell'inizio dell'intervento e dopo la sua interruzione. All'arrivo, ai partecipanti verrà chiesto di compilare un breve questionario sulla manualità, il consumo di caffeina nelle ultime 24 ore e altre diagnosi rilevanti per la registrazione EEG. Dopo aver misurato le dimensioni della testa del partecipante, verrà preparato e adattato il cappuccio EEG (R-net, Brainproducts, Germania, GmbH), operazione che richiederà circa 5-15 minuti. Dopo aver assicurato una buona qualità del segnale, le diverse parti dello studio verranno spiegate al partecipante. Questi consistono in:

1. una registrazione in stato di riposo, durante la quale al partecipante viene chiesto di sedersi in una posizione rilassata con gli occhi chiusi per 5-10 minuti.
2. un'attività di tocco durante la quale al partecipante viene chiesto di eseguire semplici movimenti di autoapprendimento su un drum pad disattivato e sulla tastiera di un pianoforte ogni 3-5 secondi, per cui i seguenti movimenti verranno eseguiti circa 100 volte: a) tocco con l'indice e b) eseguire movimenti lordi bilaterali con l'intero braccio. La durata di questa attività è di circa 30 minuti comprese le pause se necessarie. Durante le attività di tocco, i partecipanti indosseranno tappi per le orecchie/cuffie con cancellazione del rumore per bloccare qualsiasi feedback uditivo dai loro movimenti di tocco. Dopo circa 3 secondi dall'ultimo tocco viene visualizzato un cerchio verde al centro dello schermo, a indicare che è possibile eseguire il tocco successivo. Dopo ogni tocco, il cerchio diventa rosso indicando che i partecipanti devono attendere con il tocco successivo. Al partecipante viene chiesto di guardare il cerchio al centro dello schermo e di evitare movimenti eccessivi degli occhi, soprattutto poco prima e dopo ogni tocco.
3. un compito di memoria di lavoro, durante il quale una delle cinque lettere viene presentata ripetutamente sullo schermo di un computer davanti al partecipante. La lettera è lo stimolo target raro o uno dei quattro stimoli non target frequenti. Al partecipante viene chiesto di premere un pulsante con la mano non interessata ogni volta che viene percepito uno stimolo target. Ci sono 200 prove, divise in cinque blocchi. Lo stimolo target apparirà in modo casuale 40 volte e gli stimoli non target frequenti 160 volte. Comprese le pause controllate dai partecipanti tra i blocchi, ci vorranno 5-8 minuti. Dopo essersi assicurati che i partecipanti abbiano compreso la procedura e che non abbiano ulteriori domande, inizierà la registrazione. Il partecipante sarà monitorato dall'ingegnere EEG in una cabina di osservazione con una videocamera e il partecipante potrà segnalare in qualsiasi momento se ha bisogno di una pausa, di un drink o di qualsiasi altra cosa. I ricercatori si prenderanno cura che il partecipante si senta a suo agio in un'atmosfera amichevole e accogliente durante tutta la misurazione.

Analisi dei dati primari Analisi dei dati EEG Poiché si tratta di una serie di casi singoli, solo la statistica descrittiva e la visualizzazione dei dati (ad es. grafici a barre e boxplot) saranno utilizzati per descrivere i cambiamenti pre e post trattamento nella funzione del braccio e nelle misurazioni EEG.

Per quanto riguarda le misure EEG, l'asimmetria alfa frontale media (FAA) e la sua deviazione standard saranno calcolate seguendo le linee guida pubblicate. Dopo che sarà stata applicata una trasformazione della densità della sorgente di corrente, le epoche di 1s dei dati EEG prive di artefatti verranno sottoposte a finestra di Hanning e sottoposte a una trasformazione di Fourier veloce. La potenza alfa per ciascuna epoca sarà calcolata come somma dei valori della banda (8-13 Hz) e i punteggi di asimmetria alfa saranno calcolati prendendo le differenze tra i valori di potenza trasformati nel logaritmo naturale degli elettrodi frontali F4 e F3. La FAA media e la sua deviazione standard della registrazione di base verranno confrontate in modo descrittivo con la registrazione post-trattamento (visivamente e in percentuale di variazione relativa).

Analisi dell'attività corticale sensomotoria durante i compiti di tocco con le dita e con la mano, indicizzati in base alla potenza oscillatoria correlata all'evento nelle bande di frequenza alfa (8-12 Hz) e beta (18-22 Hz), nonché coerenza tra le aree cerebrali , seguiranno le procedure descritte nella ricerca pubblicata. I dati filtrati passa-banda (e squadrati) senza artefatti nelle bande di frequenza alfa e beta saranno segmentati in epoche di 4 secondi con 2 secondi prima e 2 secondi dopo ogni tocco, con una linea di base che va da 1,5 s a 1 s prima del tocco. Verranno utilizzati tre cluster spaziali per aumentare il rapporto segnale-rumore: centrale (elettrodi Fz, Fcz e Cz), ipsilesionale e controlesionale. In caso di deficit motori del lato destro, il cluster ipsilesionale includerebbe gli elettrodi C3, F3 e Fc3, e il cluster controlesionale includerebbe gli elettrodi C4, F4 e Fc4 (viceversa per i deficit motori del lato sinistro). Verranno tracciate le potenze alfa e beta medie durante le attività di prelievo pre e post intervento e le deviazioni standard e qualsiasi variazione della potenza media verrà calcolata come variazione relativa percentuale.

La componente P300 del potenziale evento-correlato sarà analizzata secondo routine consolidate in letteratura. Dopo la pulizia degli artefatti basata sull'analisi dei componenti indipendenti e sul filtraggio passa-banda (0,1-25 Hz), i dati verranno segmentati in epoche di 1 secondo con una linea di base compresa tra 200 ms e 0 ms prima dell'inizio dello stimolo. Verranno corrette e calcolate la media delle prove prive di artefatti di stimoli target e non target con risposte comportamentali corrette. Per valutare eventuali differenze pre-post, verranno tracciati gli ERP medi. Inoltre, le differenze pre-post nell'ampiezza media della componente P300, misurata all'elettrodo Pz in una finestra temporale di ca. 300 ms (centrato attorno all'ampiezza di picco), sarà espresso in percentuale di variazione relativa.

Analisi dei dati secondari I dati del test del braccio di ricerca d'azione saranno presentati in un box plot, che mostra i punteggi nelle categorie di presa, presa, pizzicotto, lordo nei quattro punti temporali di raccolta dati. I punteggi del periodo pre/post intervento in ciascuna categoria verranno visualizzati in un grafico. I mezzi di misurazione pre-intervento e post-intervento saranno confrontati con le misurazioni dei dati dal basale. Le deviazioni dal basale verranno testate mediante test t.

Considerazioni etiche e normative Valutazione e gestione del rischio

Di seguito è riportato un elenco dei rischi etici identificati e come verranno gestiti durante lo studio:

• Capacità: i partecipanti avranno la capacità di acconsentire quando selezionati dal CCS NHS Trust. Il personale sarà a conoscenza di eventuali problemi di capacità di un potenziale partecipante, poiché gli avrà fornito la riabilitazione per l'ictus a livello comunitario. La capacità sarà monitorata durante lo studio. Se si ritiene che il partecipante perda la capacità durante lo studio, verrà ritirato dallo studio.
• Ritiro: indipendentemente dalla fase, i partecipanti avranno il diritto di ritirarsi in qualsiasi momento durante lo studio senza che la loro assistenza sanitaria o i loro diritti vengano pregiudicati. Questo può essere fatto contattando un membro del gruppo di ricerca. I partecipanti hanno il diritto di rifiutare parte o tutte le parti dello studio.
• Difficoltà di lettura/scrittura: possono partecipare allo studio individui funzionalmente incapaci di leggere o ipovedenti, i ricercatori descriveranno ogni sezione del foglio informativo e del modulo di consenso al potenziale partecipante. In questi casi il consenso sarà raccolto oralmente e controfirmato da un soggetto terzo (es. coniuge o accompagnatore).
• Video: il partecipante verrà registrato video mentre è sottoposto a EEG utilizzando un dispositivo universitario. I dati video saranno protetti da password, crittografati e archiviati su Anglia Ruskin OneDrive. Se il partecipante ha acconsentito, il video verrà utilizzato per la pubblicazione o altro output.
• I partecipanti avranno la possibilità di essere videoregistrati durante le sessioni a casa propria, mentre completano gli esercizi musicali. Questo affinché i ricercatori possano monitorare più da vicino il modo in cui eseguono i movimenti e perfezionare gli esercizi, e in modo che possano diffondere la ricerca.
• Rimborso: I partecipanti hanno diritto al rimborso del viaggio presso il laboratorio EEG del centro di musicoterapia. Sono previste due visite in laboratorio.
• Risultati EEG accidentali: le apparecchiature EEG e il gruppo di ricerca non sono certificati per la diagnosi medica, tuttavia durante i controlli di qualità dei dati EEG di routine potrebbero rilevare elementi grafologici sospetti che potrebbero richiedere ulteriori indagini. In tal caso verrà informato il medico di medicina generale (se è stato prestato il consenso).
• Ai partecipanti non verrà chiesto di fornire dati personali identificabili durante lo studio, se non ai fini del consenso e per finalità di contatto, e questi dati saranno mantenuti separati dai dati video. I dati di ricerca saranno pseudo-anonimi, quindi non direttamente identificabili. Tutti i dati saranno archiviati in modo sicuro (protetti da password) sui server dell'Ateneo per tutta la durata dello studio. Poiché la ricerca si svolge all'interno della comunità, i dati potrebbero essere temporaneamente archiviati altrove; ad esempio, in un sistema di navigazione per trovare la casa del partecipante. Tutti i dati verranno crittografati indipendentemente dal luogo di archiviazione e cancellati una volta trasferiti sui server dell'Ateneo.
• I dati anonimizzati verranno archiviati sul server OneDrive dell'Anglia Ruskin University, che è conforme al GDPR, e saranno accessibili solo ai membri autorizzati del team di ricerca.