Neurofeedback-träning av alfabandets koherens efter stroke

Bakgrund: Tekniken för hjärn-datorgränssnitt (BCI) möjliggör övervakning av hjärnaktivitet och generering av en realtidsutdata om specifika förändringar i aktivitetsmönster. Den inspelade personen får en återkoppling om den neurala aktivitet som är förknippad med hans/hennes ansträngningar och kan på så sätt lära sig att frivilligt modulera hjärnaktivitet. Det finns ackumulerande bevis för att träning av motoriska cortexaktiveringar med hjärn-datorgränssnittssystem kan förbättra återhämtningen hos strokepatienter. Här föreslår vi ett nytt tillvägagångssätt som tränar vilotillståndskorrelat av motorisk prestanda istället för aktiveringar relaterade till rörelser. Tidigare studier har visat att ju fler alfaoscillationer i vilotillståndet i den motoriska cortex är koherenta med resten av hjärnan, desto bättre presterar strokepatienter i motoriska uppgifter. Vidare har observationsstudier föreslagit att träning av alfabandets koherens i den motoriska cortexen med neurofeedback har gynnsamma effekter på motorisk prestation.

Syfte: Denna randomiserade kontrollerade studie syftar till att testa användbarheten av att träna funktionell anslutning mellan den motoriska cortexen och resten av hjärnan med ett hjärn-dator-gränssnitt hos patienter med kronisk stroke. Vi antog att denna nätverksvariant av neurofeedbackträning kommer att leda till region- och frekvensspecifika ökningar av funktionell anslutning och till en förbättrad funktion av den drabbade övre extremiteten.

Metoder: 10 patienter med kronisk stroke och signifikant unilateral underskott av motorisk funktion i övre extremiteter kommer att utföra två perioder av neurofeedback-träning i en randomiserad cross-over-design. Under en period kommer de att träna upp alfabandskoherens mellan intakta områden runt den påverkade motoriska cortex och resten av hjärnan. Under en kontrollperiod kommer de att träna alfabandskoherens mellan en kontrollregion som inte är direkt relaterad till motorisk funktion (den mediala prefrontala cortex i den friska hemisfären) och resten av hjärnan. I varje period kommer två träningspass per vecka att genomföras under 4 veckor. Perioderna är åtskilda med minst 4 veckor. Svängningar i hjärnan kommer att rekonstrueras från 128 EEG-kanaler med hjälp av ett adaptivt spatialfilter och koherensen mellan målområdet och resten av hjärnan kommer att beräknas i realtid. Koherensstorleken kommer att visas i form av en markör på en datorskärm.

Betydelse: Denna studie kan ge orsaksbevis för en roll av funktionell anslutning i motorisk inlärning och kan leda till nya strategier för rehabilitering.