Meta-analyysi: Brain-computer Interface (BCI) vaikutus yläraajojen kuntoutukseen aivohalvauksen jälkeen

Sep 11, 2023

Johdanto

Aivohalvauksen jälkeinen motoriikkakuntoutus kasvaa nyt nopeasti muiden teknologia-alojen, kuten virtuaalisen ja lisätyn todellisuuden (VR/AR), robotiikan sekä invasiivisten ja ei-invasiivisten aivotietokoneiden rajapintojen (BCI) ansiosta. BCI voi tarjota reaaliaikaista sensorista palautetta EEG-aktiivisuudesta, jolloin aivohalvauspotilaat voivat säädellä sensorimotorisia rytmejä tietoisesti. Tyypillisessä ei-invasiivisessa EEG-pohjaisessa BCI:ssä käyttäjän motorinen tarkoitus (motorinen kuva tai suoritus) dekoodataan aivojen sähköisestä aktiivisuudesta reaaliajassa poimimalla asiaankuuluvia piirteitä. BCI:n liikkeen aikomuksen havaitseminen laukaisee vastaavan sensorisen palautteen käyttäjälle. Tämä palaute voi olla abstraktissa muodossa (kuten tietokoneen näytöllä liikkuva kohdistin) tai konkreettisena palautteena (kuten visuaalinen esitys osallistujan ruumiinosista virtuaalisella avatarilla tai suoraan osallistujan päälle fyysisesti) tai somatosensorinen annostelu robotti-, kosketus- tai neuromuskulaaristen sähköstimulaatiojärjestelmien (NMES) kautta aiottujen liikkeiden toistamiseksi, minkä on osoitettu parantavan motorista oppimista.

Aivo-tietokone-rajapintaa on alettu käyttää aivohalvauksen jälkeisessä kuntoutuksessa. Sen tavoitteena on edistää neuroplastisuutta säätelemällä tai itsesäätelemällä neurofysiologisia aktiviteetteja, mikä parantaa kuntoutuksen vaikutusta. Sen todellisesta kliinisestä tehosta on kuitenkin edelleen epävarmuutta. Tämän artikkelin tavoitteena on kvantifioida BCI-harjoittelun tehokkuus aivohalvauksen jälkeisessä yläraajojen kuntoutuksessa tekemällä meta-analyysi olemassa olevista satunnaistetuista kontrolloiduista tutkimuksista (RCT). Näissä RCT-tutkimuksissa raportoitiin motorisen toiminnan muutoksia toimenpiteen alussa ja lopussa. Tutkijat tarkastelivat saatavilla olevat raportit kaikista RCT:istä käyttämällä näitä tekniikoita. He toimittivat interventiota edeltävät ja jälkeiset dyskinesiapisteet koe- ja kontrolliryhmille, jotka sisälsivät standardihoidon, robottiterapian, sähköstimulaation ja motoriset kuvat ilman BCI:tä.

menetelmät

Käytettiin MEDLINE-, CENTRAL-, PEDro- ja muita tietokantoja, ja kirjallisuutta seulottiin tarkistamalla useiden katsausartikkeleiden viitteet. Valittiin satunnaistetut kontrolloidut kokeet, joissa käytettiin BCI:tä aivohalvauksen jälkeiseen motoriseen kuntoutukseen, ja motoristen häiriöiden pisteet annettiin ennen ja jälkeen toimenpiteen. Yhteenvetovaikutusten koot laskettiin satunnaisvaikutusten käänteisvarianssimenetelmällä. Aluksi löydettiin 524 artikkelia, ja kaksoiskappaleiden poistamisen jälkeen seulottiin 473 artikkelin otsikot ja tiivistelmät. Lopuksi löydettiin 26 artikkelia, jotka vastaavat BCI:n kliinisiä tutkimuksia, joista 9 tutkimusta, joihin osallistui yhteensä 235 aivohalvauksen eloonjäänyttä, täytti meta-analyysin mukaanottokriteerit (satunnaistetut kontrolloidut tutkimukset, joiden tulosindeksi oli motorinen suorituskyky).

Tulokset

Kuudessa BCI-tutkimuksessa motorinen parannus, joka kvantifioitiin pääasiassa yläraajojen Fugl-Meyerin arvioinnilla (FMA-UE), ylitti minimaalisen kliinisesti tärkeän eron (MCID{3}}.25), kun taas tämä parannus saavutettiin vain kolmessa kontrolliryhmässä. . Kaiken kaikkiaan standardoitu keskimääräinen ero BCI-harjoittelun ja FMA-UE:n välillä vertailutilaan verrattuna oli 0,79 (95 %:n luottamusväli: 0},37 - 1,20), keskisuuren ja suuren poolin välillä. efektin koot. Lisäksi useat tutkimukset ovat osoittaneet, että BCI indusoi toiminnallista ja rakenteellista neuroplastisuutta subkliinisillä tasoilla.

Johtopäätökset

Aivojen ja tietokoneiden rajapintaan perustuva neurorehabilitaatio osoittaa kohtalaista tai suurta vaikutusta yläraajojen motoriseen toimintaan, mikä on parempi kuin perinteiset kuntoutushoidot, kuten motoriset kuvat, peiliterapia, robottiavusteinen harjoittelu, rajoitteiden aiheuttama liiketerapia, virtuaalitodellisuusterapia ja tDCS. Motoristen tulosten lisäksi useat tutkimukset ovat raportoineet BCI:n aiheuttaman toiminnallisen ja rakenteellisen neuroplastisuuden subkliinisistä tasoista, joista osa korreloi parantuneiden motoristen tulosten kanssa. Näiden tulosten luotettavuuden parantamiseksi tarvitaan lisää tutkimuksia suuremmilla otoskooilla.

Viite: Cervera MA, Soekadar SR, Ushiba J, et ai. Aivojen ja tietokoneiden rajapinnat aivohalvauksen jälkeiseen moottorin kuntoutukseen: meta-analyysi. Ann Clin Transl Neurol. 2018, 25. maaliskuuta;5(5):651-663.