Efeito de imagens motoras assistidas por interface cérebro-computador para retreinamento de marcha em pacientes com AVC

No primeiro estudo, propomos 20 indivíduos que sofreram seu primeiro AVC hemorrágico ou isquêmico subcortical com comprometimento dos membros inferiores mais de 9 meses antes da inscrição no estudo. Os indivíduos serão recrutados dos pacientes existentes na coorte de pacientes do médico do estudo e de referências de médicos assistentes. Durante a visita de triagem inicial, será verificado se o sujeito atende aos critérios de participação e o consentimento informado será obtido pela equipe do estudo. Os indivíduos serão totalmente informados em detalhes sobre o procedimento experimental, riscos e benefícios envolvidos e suas responsabilidades durante o estudo.

Uma vez que o consentimento é fornecido, os sujeitos passarão por uma sessão de usabilidade do MI-BCI, eles ficarão sentados confortavelmente em frente a uma tela de computador. Um boné de EEG será usado confortavelmente sobre a cabeça do sujeito para registrar traços de EEG de quaisquer áreas corticais ativadas. Os indivíduos serão então instruídos a realizar uma tarefa de imagens mentais em que se imaginarão andando corretamente com a perna afetada. As precisões na classificação das imagens motoras corretas da condição ociosa do EEG serão registradas para cada indivíduo. Os indivíduos que obtiverem uma precisão de mais de 57,5% são considerados elegíveis para o programa de treinamento MI-BCI. Os indivíduos elegíveis para o treinamento MI-BCI passarão por uma série de avaliações funcionais, incluindo (1) medidas clínicas funcionais (teste de caminhada de 10 metros e teste Up-to-Go), (2) análise da marcha, (3) avaliação da atividade cortical usando TMS e (4) ressonância magnética e varredura DTI. (5) Testes psicológicos, incluindo Inventário de Depressão de Beck, escala de gravidade de fadiga, teste de amplitude digital. Antes do início do treinamento do MI-BCI, os participantes passarão por mais uma sessão de calibração do MI-BCI, que será realizada totalmente da mesma forma com a sessão de usabilidade do BCI para coletar dados mais valiosos para análise. Depois de terminar todas as 5 avaliações e a sessão de calibração do MI-BCI, o treinamento do MI-BCI pode ser iniciado na frequência de 3 vezes por semana com duração de 4 semanas. O procedimento do treinamento MI-BCI é idêntico ao da sessão de usabilidade BCI, exceto que um personagem de desenho animado na tela do computador será ativado para andar para frente se os sujeitos realizarem com sucesso uma imagem mental precisa. Os indivíduos submetidos ao treinamento MI-BCI serão obrigados a realizar 160 tentativas de MI no total, com períodos de descanso designados (5 minutos) a cada 40 tentativas. Cada sessão durará aproximadamente 45 minutos, excluindo o tempo de preparação. O número de vezes que os indivíduos podem executar com sucesso a tarefa de MI e a facilidade com que eles são capazes de executar a tarefa serão registrados. Sinais cerebrais distintos, como dessincronização ou sincronização relacionada a eventos (ERD/ERS), são detectáveis ​​no EEG para movimentos motores reais e imaginários em indivíduos saudáveis. Usando essa técnica, o MI-BCI, que traduz a imaginação dos movimentos em comandos online, fornece um sistema de comunicação neural promissor para pacientes com AVC que sofrem de deficiências motoras. Anteriormente, colaboramos com o I2R-A*STAR BCI para projetar um software BCI personalizado para sincronizar com um amplificador EEG. Demonstramos a eficácia deste dispositivo MI-BCI customizado nas deficiências do AVC do membro superior, portanto, o procedimento e o equipamento utilizados serão mantidos idênticos, exceto pela interface do software, que mostra um personagem de desenho animado na tela. Os indivíduos serão submetidos às mesmas cinco avaliações novamente no final do treinamento MI-BCI de 4 semanas e 4-6 semanas após a última sessão de treinamento MI-BCI, respectivamente, incluindo (1) medidas de resultados clínicos funcionais (teste de caminhada de 10 metros e teste Up-to-Go), (2) análise da marcha, (3) avaliação da atividade cortical usando TMS e (4) ressonância magnética e DTI. (5) Testes psicológicos, incluindo Inventário de Depressão de Beck, escala de gravidade de fadiga, teste de amplitude digital.

O teste de up-and-go cronometrado é uma medida de mobilidade. Inclui uma série de tarefas, como levantar de uma posição sentada, andar, virar, parar e sentar. Para o teste, pede-se que a pessoa se levante de uma cadeira padrão e caminhe uma distância de aproximadamente 3 metros, vire-se e volte para a cadeira e sente-se novamente. O teste de caminhada de 10 metros é um teste de velocidade de caminhada. O teste cronometrado e o teste de caminhada de 10 metros serão avaliados por fisioterapeuta certificado ou equipe de pesquisa treinada e levarão aproximadamente 30 minutos, incluindo o tempo de configuração.

A análise da marcha é o estudo sistemático da locomoção. Será realizado no NUH, por um técnico médico certificado ou por uma equipe de pesquisa treinada. Os sujeitos serão obrigados a usar shorts e todo o processo de julgamento pode ser gravado em vídeo para análise futura da qualidade do movimento dos sujeitos (o rosto não será capturado e o consentimento será obtido com antecedência). Marcadores podem ser usados ​​em vários pontos de referência do corpo, como espinhas ilíacas da pelve, maléolos do tornozelo e côndilos do joelho. Os sensores de eletromiografia (EMG) podem ser usados ​​na área dos músculos quadríceps femoral, isquiotibiais, gastrocnêmio e tibial anterior para ambas as pernas. Parâmetros de marcha de medidas temporais e espaciais e cinemática articular serão registrados enquanto o sujeito estiver caminhando ao longo da passarela com uma plataforma de força, de acordo com as instruções do técnico médico ou da equipe de pesquisa treinada. Cada sessão dura aproximadamente 1 hora, incluindo o tempo de configuração.

A EMT será realizada para investigar os mecanismos desse treinamento na plasticidade cortical indexada pelas alterações da excitabilidade cortical. Para o estudo MEP, inicialmente ajustaremos a intensidade do TMS para atingir um MEP basal no músculo tibial anterior da perna para cerca de 1 mV de amplitude pico a pico antes da intervenção. A intensidade da estimulação será mantida constante para cada sujeito ao longo do estudo. Os MEPs serão gravados em um computador para análise off-line. Registraremos 10 MEPs para cada tempo e calcularemos a média de sua amplitude pico a pico. Para a estimulação de pulso pareado, um primeiro estímulo de condicionamento sublimiar será aplicado, seguido em um intervalo interestímulo variável (ISI), por um segundo estímulo supralimiar. Usaremos os seguintes ISIs - 2, 3, 4, 6, 9, 10, 12, 15 ms. A porcentagem de alteração para cada ISI antes e após o tratamento será calculada a partir dos MEPs e, portanto, importante para medir as alterações na facilitação e inibição intracortical. Cada sessão dura aproximadamente 1 hora, incluindo o tempo de configuração.

A varredura MRI/DTI será realizada no CIRC, NUS. Antes do exame, todos os pacientes serão informados sobre o procedimento do teste e os aspectos de segurança. Um médico com formação médica estará de prontidão durante todo o procedimento. Todos os participantes serão escaneados em um scanner 3-T GE usando uma bobina de cabeça de radiofrequência padrão. O movimento da cabeça foi minimizado pelo preenchimento de espuma e tiras de contenção da testa. Uma varredura de alta resolução ponderada em T1 e um conjunto de imagens de recuperação de inversão atenuada por fluido axial serão adquiridos. Imagens de recuperação de inversão ponderada em T1 e atenuada por fluido serão realinhadas e espacialmente normalizadas em imagens de tamanho de voxel isotrópico implementadas em Matlab. Cada sessão dura aproximadamente 1 hora, incluindo o tempo de configuração.

Uma equipe de pesquisa administrará o Inventário de Depressão de Beck (BDI), Escala de Gravidade de Fadiga (FSS), extensão de dígitos para frente e para trás para controlar o efeito de confusão da melhora cognitiva neste estudo.