HERÓIS: Reabilitação robótica de extremidades humanas e melhoria de resultados para acidente vascular cerebral (HEROES)

O título completo do projeto HEROES é <Reabilitação Robótica de Extremidades Humanas e Melhoria de Resultados para AVC>. É um projeto multidisciplinar de engenharia de reabilitação neurofisiológica e neural, desenvolvido pelo Laboratório de Física Médica e Inovação Digital da Faculdade de Medicina da Faculdade de Ciências da Saúde da Universidade Aristóteles de Thessaloniki e apoiado por um Departamento de Neurocirurgia. O site do projeto pode ser acessado em https://heroes.med.auth.gr.

O projeto HERÓIS envolve:

• Um estudo clínico para reabilitação de pacientes com AVC crônico (SC), usando múltiplas interfaces homem-máquina imersivas (dispositivo de braços robóticos controlados por interface cérebro-computador (BCI), jaqueta e luvas robóticas vestíveis, aplicação de jogos sérios, apresentação em realidade aumentada)
• Uma análise neurofisiológica off-line secundária da ativação cerebral, conectividade e plasticidade, bem como eletrofisiologia muscular em pacientes com SC submetidos a treinamento de imagens motoras (MI) e BCI e assistência por meio de estimulação elétrica muscular

Marcos do estudo:

• Os investigadores pretendem desenvolver, testar e otimizar uma intervenção baseada em múltiplas interfaces homem-máquina imersivas
• Os investigadores pretendem desenvolver e validar protocolos de neuro-reabilitação individualizados para pacientes com SC.
• Os investigadores pretendem identificar e estudar a funcionalidade neurofisiológica e a alteração da atividade cerebral na SC crônica.

As redes de neurônios cerebrais de pacientes com AVC crônico (SC) e indivíduos saudáveis ​​compartilham padrões de conectividade semelhantes, mas novas interações funcionais foram identificadas como exclusivas das redes de pacientes com SC e podem ser atribuídas a efeitos de organização adaptativa e desadaptativa após o AVC. A importância de tais fenômenos tanto como possíveis fatores prognósticos quanto como contribuintes para a reabilitação do paciente permanece ainda não especificada. O exato processo neurofisiológico subjacente e até que ponto este é modulado por interações de ordem superior também não são totalmente compreendidos. Os investigadores usaram rico feedback visual e tátil, ambientes de realidade virtual (VRE), exoesqueleto controlado por BCI e atuadores robóticos e, além disso, documentaram efeitos de plasticidade nas redes cerebrais.

A reciclagem dos circuitos cerebrais e a promoção da plasticidade para restaurar as funções do corpo foram reconhecidas entre os princípios-chave da reparação da medula espinhal pelo Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame dos EUA (US NIH/NINDS). No entanto, a literatura existente ainda não retrata com precisão o processo fisiopatológico e o efeito da SCS no SNC e nas redes sensório-motoras. Estudos necessários para abordar esta questão (como o nosso estudo) devem ser considerados, identificando questões específicas a serem respondidas através de investigação adicional: a) como e por que a reorganização das redes do SNC é estabelecida, b) como esta reorganização evolui no tempo no que diz respeito ao gravidade e cronicidade do AVC, c) quando pode ser considerado uma evolução adaptativa ou desadaptativa, e d) como pode ser promovido ou prevenido respetivamente. Espera-se que o conhecimento obtido tenha relevância clínica na prevenção da plasticidade desadaptativa após SC através da neuro-reabilitação individualizada, bem como no design de tecnologias assistivas para pacientes com SC.

Este estudo HEROES é uma investigação neurofisiológica pré-clínica em pacientes humanos com SC que visa avançar o conhecimento básico sobre sequelas de SC no SNC e também uma implementação translacional na prática clínica (reabilitação). Nossa análise visa eventualmente ajudar a produzir um modelo de função do SNC ao longo de diferentes estágios do AVC (agudo, subagudo, crônico), durante diferentes atividades (estado de repouso, tarefas motoras simples, atividade sensório-motora complexa) e, idealmente, ser capaz de prever resultados negativos. resultado versus possível recuperação. O projeto HEROES tem como objetivo investigar e promover a neuroplasticidade adormecida após acidente vascular cerebral crônico, tipo de lesão que causa hemiparesia, hemiplegoa, tetraparesia ou tetraplegia. Nosso protocolo implantará treinamento em interfaces cérebro-computador e braços robóticos, ambientes virtuais (braços virtuais controlados pelo cérebro, avatares e robótica vestível de realidade aumentada com sensores e atuadores (luvas e jaqueta) e estímulos audiovisuais/táteis ricos, juntamente com aplicativos de jogos sérios para aumentar a motivação. Redes cerebrais sensório-motoras visuais e cinestésicas também serão estudadas usando eletroencefalografia de alta densidade para demonstrar e monitorar a plasticidade do SNC.