Metaanaliza: wpływ interfejsu mózg-komputer (BCI) na rehabilitację kończyn górnych po udarze mózgu

Sep 11, 2023

Wstęp

Rehabilitacja ruchowa po udarze mózgu rozwija się obecnie szybko, napędzana przez inne dziedziny technologiczne, takie jak rzeczywistość wirtualna i rozszerzona (VR/AR), robotyka oraz inwazyjny i nieinwazyjny interfejs mózg-komputer (BCI). BCI może w czasie rzeczywistym dostarczać sensorycznej informacji zwrotnej na temat aktywności EEG, umożliwiając pacjentom po udarze świadomą regulację rytmu sensomotorycznego. W typowym nieinwazyjnym BCI opartym na EEG intencje motoryczne użytkownika (obrazy motoryczne lub wykonanie) są dekodowane na podstawie aktywności elektrycznej mózgu w czasie rzeczywistym poprzez wyodrębnienie odpowiednich cech. Wykrycie zamiaru ruchu przez BCI uruchomi odpowiednią sensoryczną informację zwrotną dla użytkownika. Informacje zwrotne mogą mieć formę abstrakcyjną (np. kursor poruszający się na ekranie komputera) lub konkretną informację zwrotną (np. wizualna reprezentacja części ciała uczestnika na wirtualnym awatarze lub nałożona bezpośrednio na uczestnika) lub dostarczanie somatosensoryczne za pośrednictwem robotycznych, dotykowych lub nerwowo-mięśniowych systemów elektrycznej stymulacji (NMES) w celu odtworzenia zamierzonych ruchów, co, jak wykazano, poprawia uczenie się motoryczne.

Interfejs mózg-komputer zaczęto wykorzystywać w rehabilitacji po udarze mózgu. Ma na celu promowanie neuroplastyczności poprzez dostosowanie lub samoregulację czynności neurofizjologicznych, a tym samym poprawę efektu rehabilitacji. Jednakże nadal nie ma pewności co do jego rzeczywistej skuteczności klinicznej. Celem artykułu jest ilościowe określenie skuteczności treningu BCI w rehabilitacji kończyn górnych po udarze mózgu poprzez przeprowadzenie metaanalizy istniejących randomizowanych badań kontrolowanych (RCT). W tych RCT zgłoszono zmiany w funkcjonowaniu motorycznym na początku i na końcu interwencji. Badacze dokonali przeglądu dostępnych raportów ze wszystkich RCT, w których zastosowano te techniki. Dostarczyli wyniki dyskinez przed i po interwencji dla grup eksperymentalnych i kontrolnych, które obejmowały terapię standardową, terapię robotyczną, stymulację elektryczną i obrazowanie motoryczne bez BCI.

Metody

Wykorzystano bazy danych MEDLINE, CENTRAL, PEDro i inne, a literaturę przeszukano, sprawdzając odniesienia do wielu artykułów poglądowych. Wybrano randomizowane, kontrolowane badania, w których stosowano BCI w rehabilitacji ruchowej po udarze, i przedstawiono wyniki oceny zaburzeń motorycznych przed i po interwencji. Sumaryczne rozmiary efektów obliczono przy użyciu metody odwrotnej wariancji efektów losowych. Początkowo odnaleziono 524 artykuły, a po usunięciu duplikatów sprawdzono tytuły i streszczenia 473 artykułów. Ostatecznie odnaleziono 26 artykułów odpowiadających badaniom klinicznym BCI, z czego 9 badań obejmujących ogółem 235 osób, które przeżyły udar, spełniło kryteria włączenia do metaanalizy (randomizowane badania kontrolowane, w których wskaźnikiem wyniku była sprawność motoryczna).

Wyniki

W 6 badaniach BCI poprawa motoryczna, określona głównie ilościowo za pomocą oceny Fugl-Meyera kończyn górnych (FMA-UE), przekroczyła minimalną różnicę istotną klinicznie (MCID=5.25), podczas gdy poprawę tę uzyskano tylko w 3 grupach kontrolnych . Ogólnie rzecz biorąc, standaryzowana średnia różnica między treningiem BCI a FMA-UE w porównaniu z warunkiem kontrolnym wyniosła 0,79 (95% CI: 0,37 do 1,20), w zakresie średnich i dużych zbiorczych rozmiary efektów. Ponadto kilka badań wykazało, że BCI indukuje neuroplastyczność funkcjonalną i strukturalną na poziomie subklinicznym.

Wnioski

Neurorehabilitacja oparta na interfejsie mózg-komputer wykazuje umiarkowany do dużego wpływ na funkcje motoryczne kończyny górnej, który jest lepszy od konwencjonalnych metod rehabilitacji, takich jak obrazowanie ruchowe, terapia lustrzana, trening wspomagany robotem, terapia ruchowa wywołana ograniczeniami, terapia rzeczywistością wirtualną i tDCS. Oprócz wyników motorycznych w kilku badaniach odnotowano subkliniczne poziomy neuroplastyczności funkcjonalnej i strukturalnej indukowane przez BCI, z których niektóre korelują z poprawą wyników motorycznych. Aby poprawić wiarygodność tych wyników, potrzebne są dalsze badania na większych próbach.

Odniesienia: Cervera MA, Soekadar SR, Ushiba J i in. Interfejsy mózg-komputer do rehabilitacji motorycznej po udarze: metaanaliza. Ann Clin Transl Neurol. 25 marca 2018 r.; 5(5):651-663.