Usar Neurotecnologia para Ajudar Crianças com Deficiência Física Devido a Paralisia Cerebral

Objetivo A paralisia cerebral hemiparética provoca uma fraqueza motora unilateral grave que prejudica a função do membro superior e a vida diária das crianças. Terapias eficazes baseadas em evidências – particularmente intervenções envolventes e intensivas, como a Interface Cérebro-Computador combinada com Estimulação Elétrica Funcional (BCI-FES) – continuam limitadas e pouco exploradas em populações pediátricas. O estudo visa colmatar esta lacuna, adaptando e validando um modelo de reabilitação BCI-FES centrado na criança para deficiências motoras do membro superior, permitindo uma terapia eficaz e envolvente para crianças com paralisia cerebral hemiparética.

Objetivos Objetivo 1: Determinar a eficácia da FES ativada por BCI para crianças com paralisia cerebral hemiparética na melhoria dos resultados funcionais.

Objetivo 2: Desenvolver, validar e otimizar um modelo de reabilitação BCI-FES centrado na criança que melhore a função motora do membro superior e as atividades de vida diária em crianças com paralisia cerebral hemiparética, permitindo terapias eficazes e escaláveis baseadas em neurotecnologia que aumentem a independência funcional e a qualidade de vida na reabilitação pediátrica.

Método A configuração combina EEG, FES e feedback visual em tempo real para criar um sistema de treino em circuito fechado. Durante cada sessão, uma touca de EEG regista a atividade cerebral relacionada com o movimento enquanto o participante imagina um movimento específico (por exemplo, extensão do pulso). Quando o sistema identifica corretamente a imagética motora, este fornece FES aos músculos correspondentes e exibe o movimento associado num ecrã através de um avatar animado.

O projeto utiliza o sistema g.tec recoveriX (g.tec, Schiedlberg, Áustria), um conjunto BCI disponível comercialmente que integra gravação de EEG e estimulação elétrica funcional.

BCI: Os sinais de EEG são registados através de um headset de EEG com 16 canais e baseado em gel. Os elétrodos de gravação são colocados de acordo com o sistema internacional 10-10. O algoritmo de classificação gera uma precisão de classificação, definida como a percentagem de previsões corretas produzidas pelo BCI ao identificar comandos de imagética motora pretendidos.

FES: A estimulação elétrica muscular é fornecida bilateralmente através de dois estimuladores elétricos g.Estim (g.tec, Graz, Áustria), que geram pulsos de corrente constante bifásicos retangulares.

Feedback Visual: Um monitor posicionado diretamente à frente de cada participante exibe dois avatares de mão virtuais que fornecem feedback visual em tempo real espelhando o movimento pretendido. Quando o sistema deteta com sucesso a imagética motora, o avatar executa o movimento correspondente no ecrã.

Intervenção A intervenção consiste em dois componentes: Sessões de Treino e Sessões de Reabilitação.

Sessões de Treino: O treino calibra o sistema registando sinais de EEG durante a imagética motora da extensão do pulso esquerdo ou direito. Os participantes são orientados a visualizar a extensão do pulso para ambas as mãos. Cada sessão inclui três tentativas de aproximadamente 15 minutos. Cada tentativa contém 80 execuções com duração de 8 segundos.

Sessões de Reabilitação: Durante a reabilitação, o classificador gerado durante o treino conduz o feedback visual e elétrico. Os participantes completam até três tentativas por sessão, utilizando pistas auditivas para orientar as tentativas de imagética motora. O feedback visual e a estimulação elétrica são fornecidos apenas quando a imagética motora é classificada com precisão e corresponde à direção da pista.

Os participantes frequentam 15 a 20 sessões de recoveriX ao longo de três semanas consecutivas. Cada sessão dura até 90 minutos e inclui tentativas de imagética motora aleatorizadas envolvendo ambos os membros. As sessões são ajustadas de acordo com a tolerância do participante, com períodos de descanso programados e pausas adicionais opcionais para manter o conforto e o envolvimento.