Μια μετα-ανάλυση: Η επίδραση της διεπαφής εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI) στην αποκατάσταση του άνω άκρου μετά από εγκεφαλικό

Sep 11, 2023

Εισαγωγή

Η κινητική αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό επεισόδιο αναπτύσσεται τώρα γρήγορα, καθοδηγούμενη από άλλα τεχνολογικά πεδία όπως η εικονική και επαυξημένη πραγματικότητα (VR/AR), η ρομποτική και η επεμβατική και μη επεμβατική διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή (BCI). Το BCI μπορεί να παρέχει αισθητική ανατροφοδότηση σε πραγματικό χρόνο για τη δραστηριότητα του ΗΕΓ, επιτρέποντας στους ασθενείς με εγκεφαλικό να ρυθμίζουν συνειδητά τους αισθητηριοκινητικούς ρυθμούς τους. Στο τυπικό μη επεμβατικό BCI που βασίζεται σε ΗΕΓ, η κινητική πρόθεση του χρήστη (κινητική εικόνα ή εκτέλεση) αποκωδικοποιείται από την ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου σε πραγματικό χρόνο εξάγοντας σχετικά χαρακτηριστικά. Η ανίχνευση της πρόθεσης κίνησης από το BCI θα ενεργοποιήσει την αντίστοιχη αισθητηριακή ανάδραση στον χρήστη. Αυτή η ανατροφοδότηση μπορεί να είναι σε αφηρημένη μορφή (όπως ένας κέρσορας που κινείται σε μια οθόνη υπολογιστή) ή με τη μορφή συγκεκριμένης ανατροφοδότησης (όπως οπτική αναπαράσταση τμημάτων του σώματος ενός συμμετέχοντος σε ένα εικονικό avatar ή επάλληλα απευθείας σε έναν συμμετέχοντα φυσικά) ή σωματοαισθητηριακή παροχή μέσω συστημάτων ρομποτικής, απτικής ή νευρομυϊκής ηλεκτρικής διέγερσης (NMES) για την αναπαραγωγή των προβλεπόμενων κινήσεων, η οποία έχει αποδειχθεί ότι ενισχύει την κινητική μάθηση.

Η διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή έχει αρχίσει να χρησιμοποιείται στην αποκατάσταση μετά από εγκεφαλικό. Στοχεύει στην προώθηση της νευροπλαστικότητας προσαρμόζοντας ή αυτορυθμιζόμενες νευροφυσιολογικές δραστηριότητες, βελτιώνοντας έτσι το αποτέλεσμα της αποκατάστασης. Ωστόσο, εξακολουθούν να υπάρχουν αβεβαιότητες σχετικά με την πραγματική κλινική του αποτελεσματικότητα. Αυτό το άρθρο στοχεύει να ποσοτικοποιήσει την αποτελεσματικότητα της προπόνησης BCI στην αποκατάσταση των άνω άκρων μετά από εγκεφαλικό, διενεργώντας μια μετα-ανάλυση υπαρχουσών τυχαιοποιημένων ελεγχόμενων δοκιμών (RCTs). Σε αυτές τις RCT αναφέρθηκαν αλλαγές στην κινητική λειτουργία στην αρχή και στο τέλος της παρέμβασης. Οι ερευνητές εξέτασαν τις διαθέσιμες αναφορές από όλες τις RCT που χρησιμοποιούν αυτές τις τεχνικές. Παρείχαν βαθμολογίες δυσκινησίας πριν και μετά την παρέμβαση για τις πειραματικές ομάδες και τις ομάδες ελέγχου, οι οποίες περιλάμβαναν τυπική θεραπεία, ρομποτική θεραπεία, ηλεκτρική διέγερση και κινητικές εικόνες χωρίς BCI.

Μέθοδοι

Χρησιμοποιήθηκαν βάσεις δεδομένων MEDLINE, CENTRAL, PEDro και άλλες βάσεις δεδομένων και η βιβλιογραφία ελέγχθηκε ελέγχοντας τις παραπομπές πολλών άρθρων κριτικής. Επιλέχθηκαν τυχαιοποιημένες ελεγχόμενες δοκιμές που χρησιμοποιούν BCI για κινητική αποκατάσταση μετά το εγκεφαλικό και δόθηκαν βαθμολογίες κινητικών διαταραχών πριν και μετά την παρέμβαση. Τα συνοπτικά μεγέθη επιδράσεων υπολογίστηκαν χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της αντίστροφης διακύμανσης τυχαίων επιδράσεων. Αρχικά βρέθηκαν 524 άρθρα και μετά την αφαίρεση των διπλότυπων εξετάστηκαν οι τίτλοι και οι περιλήψεις 473 άρθρων. Τέλος, βρέθηκαν 26 άρθρα που αντιστοιχούν σε κλινικές δοκιμές BCI, εκ των οποίων 9 μελέτες που αφορούσαν συνολικά 235 επιζώντες από εγκεφαλικό πληρούσαν τα κριτήρια ένταξης για μετα-ανάλυση (τυχαιοποιημένες ελεγχόμενες δοκιμές με δείκτη έκβασης της κινητικής απόδοσης).

Αποτελέσματα

Σε 6 μελέτες BCI, η βελτίωση της κινητικότητας, που ποσοτικοποιήθηκε κυρίως με την αξιολόγηση Fugl-Meyer του άνω άκρου (FMA-UE), υπερέβη την ελάχιστη κλινικά σημαντική διαφορά (MCID=5.25), ενώ αυτή η βελτίωση επιτεύχθηκε μόνο σε 3 ομάδες ελέγχου . Συνολικά, η τυποποιημένη μέση διαφορά μεταξύ προπόνησης BCI και FMA-UE σε σύγκριση με την κατάσταση ελέγχου ήταν 0.79 (95% CI: 0.37 έως 1.20), εντός του εύρους από μέτρια έως μεγάλη συγκέντρωση μεγέθη εφέ. Επιπλέον, αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι το BCI επάγει λειτουργική και δομική νευροπλαστικότητα σε υποκλινικά επίπεδα.

συμπεράσματα

Η νευροαποκατάσταση βασισμένη σε διασύνδεση εγκεφάλου-υπολογιστή δείχνει μέτριο έως μεγάλο μέγεθος επίδρασης στην κινητική λειτουργία του άνω άκρου, το οποίο είναι ανώτερο από τις συμβατικές θεραπείες αποκατάστασης όπως κινητικές εικόνες, θεραπεία με καθρέφτη, εκπαίδευση με τη βοήθεια ρομπότ, κινητική θεραπεία που προκαλείται από περιορισμούς, θεραπεία εικονικής πραγματικότητας και tDCS. Εκτός από τα κινητικά αποτελέσματα, αρκετές μελέτες έχουν αναφέρει υποκλινικά επίπεδα λειτουργικής και δομικής νευροπλαστικότητας που προκαλείται από BCI, μερικά από τα οποία συσχετίζονται με βελτιωμένα κινητικά αποτελέσματα. Απαιτούνται περισσότερες μελέτες με μεγαλύτερα μεγέθη δειγμάτων για τη βελτίωση της αξιοπιστίας αυτών των αποτελεσμάτων.

Παραπομπή: Cervera MA, Soekadar SR, Ushiba J, et al. Διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή για κινητική αποκατάσταση μετά το εγκεφαλικό: μια μετα-ανάλυση. Ann Clin Transl Neurol. 25 Μαρτίου 2018, 5(5):651-663.