Neurofeedbacktraining van alfabandcoherentie na een beroerte

Achtergrond: De technologie van brain-computer interfaces (BCI) maakt het mogelijk om hersenactiviteit te monitoren en real-time output te genereren over specifieke veranderingen in activiteitspatronen. De geregistreerde proefpersoon krijgt feedback over de neurale activiteit die zijn/haar inspanningen met zich meebrengt en kan zo leren om de hersenactiviteit vrijwillig te moduleren. Er is steeds meer bewijs dat het trainen van motorische cortexactiveringen met hersen-computerinterfacesystemen het herstel bij patiënten met een beroerte kan verbeteren. Hier stellen we een nieuwe benadering voor die correlaten van motorische prestaties in rusttoestand traint in plaats van activaties die verband houden met bewegingen. Eerdere studies hebben aangetoond dat hoe meer alfa-oscillaties in rusttoestand in de motorische cortex coherent zijn met de rest van de hersenen, hoe beter CVA-patiënten presteren in motorische taken. Bovendien hebben observationele studies gesuggereerd dat het trainen van alfabandcoherentie in de motorische cortex met neurofeedback gunstige effecten heeft op de motorische prestaties.

Doel: Deze gerandomiseerde gecontroleerde studie heeft tot doel het nut te testen van het trainen van functionele connectiviteit tussen de motorische cortex en de rest van de hersenen met een hersen-computerinterface bij patiënten met een chronische beroerte. Onze hypothese was dat deze netwerkvariant van neurofeedbacktraining zal leiden tot regio- en frequentiespecifieke toename in functionele connectiviteit en tot een verbeterde functie van de aangedane bovenste extremiteit.

Methoden: 10 patiënten met een chronische beroerte en een significante eenzijdige beperking van de motorische functie van de bovenste ledematen zullen twee perioden van neurofeedbacktraining uitvoeren in een gerandomiseerde cross-over opzet. In één periode trainen ze de alfaband-coherentie tussen intacte gebieden rond de aangetaste motorcortex en de rest van de hersenen. In een controleperiode trainen ze de alfaband-coherentie tussen een controlegebied dat niet direct gerelateerd is aan de motorische functie (de mediale prefrontale cortex van de gezonde hemisfeer) en de rest van de hersenen. In elke periode worden gedurende 4 weken twee trainingen per week uitgevoerd. Tussen de periodes zit minimaal 4 weken. Trillingen in de hersenen zullen worden gereconstrueerd uit 128 EEG-kanalen met behulp van een adaptief ruimtelijk filter en de samenhang tussen het doelgebied en de rest van de hersenen zal in realtime worden berekend. De coherentiegrootte wordt weergegeven in de vorm van een cursor op een computerscherm.

Betekenis: Deze studie kan causaal bewijs leveren voor een rol van functionele connectiviteit bij motorisch leren en kan leiden tot nieuwe strategieën voor revalidatie.