Метаанализ: влияние интерфейса мозг-компьютер (BCI) на реабилитацию верхних конечностей после инсульта

Sep 11, 2023

Введение

Двигательная реабилитация после инсульта в настоящее время быстро развивается благодаря другим технологическим областям, таким как виртуальная и дополненная реальность (VR/AR), робототехника, а также инвазивный и неинвазивный интерфейс «мозг-компьютер» (BCI). BCI может обеспечивать сенсорную обратную связь об активности ЭЭГ в реальном времени, позволяя пациентам, перенесшим инсульт, сознательно регулировать свои сенсомоторные ритмы. В типичном неинвазивном BCI на основе ЭЭГ двигательное намерение пользователя (моторное воображение или исполнение) декодируется на основе электрической активности мозга в режиме реального времени путем извлечения соответствующих характеристик. Обнаружение намерения движения с помощью BCI вызовет соответствующую сенсорную обратную связь с пользователем. Эта обратная связь может быть в абстрактной форме (например, перемещение курсора по экрану компьютера) или в форме конкретной обратной связи (например, визуальное представление частей тела участника на виртуальном аватаре или физическое наложение непосредственно на участника) или соматосенсорная доставка с помощью роботизированных, тактильных или нервно-мышечных систем электрической стимуляции (NMES) для воспроизведения намеченных движений, что, как было показано, улучшает двигательное обучение.

Интерфейс «мозг-компьютер» начали использовать в реабилитации после инсульта. Он направлен на повышение нейропластичности путем корректировки или саморегуляции нейрофизиологической деятельности, тем самым улучшая эффект реабилитации. Однако до сих пор существуют сомнения относительно его фактической клинической эффективности. Целью этой статьи является количественная оценка эффективности тренировок BCI при реабилитации верхних конечностей после инсульта путем проведения метаанализа существующих рандомизированных контролируемых исследований (РКИ). В этих РКИ сообщалось об изменениях двигательной функции в начале и в конце вмешательства. Исследователи рассмотрели доступные отчеты всех РКИ с использованием этих методов. Они предоставили оценки дискинезии до и после вмешательства для экспериментальной и контрольной групп, которые включали стандартную терапию, роботизированную терапию, электростимуляцию и воображение движений без BCI.

Методы

Были использованы базы данных MEDLINE, CENTRAL, PEDro и другие, а литература была проверена путем проверки ссылок на многочисленные обзорные статьи. Были выбраны рандомизированные контролируемые исследования с использованием BCI для двигательной реабилитации после инсульта, и были предоставлены оценки двигательных нарушений до и после вмешательства. Величины суммарного эффекта рассчитывались с использованием метода обратной дисперсии случайных эффектов. Первоначально было найдено 524 статьи, а после удаления дубликатов были проверены заголовки и аннотации 473 статей. Наконец, было найдено 26 статей, соответствующих клиническим исследованиям BCI, из которых 9 исследований с участием в общей сложности 235 человек, перенесших инсульт, соответствовали критериям включения в метаанализ (рандомизированные контролируемые исследования с двигательной активностью в качестве индекса результата).

Полученные результаты

В 6 исследованиях BCI улучшение моторики, количественно определяемое главным образом с помощью оценки Фугля-Мейера для верхних конечностей (FMA-UE), превысило минимальную клинически значимую разницу (MCID=5.25), тогда как это улучшение было достигнуто только в 3 контрольных группах. . В целом стандартизированная средняя разница между тренировкой BCI и FMA-UE по сравнению с контрольным состоянием составила 0,79 (95% ДИ: от 0,37 до 1,20), в диапазоне от умеренного до большого объединенного. размеры эффекта. Более того, несколько исследований показали, что BCI индуцирует функциональную и структурную нейропластичность на субклиническом уровне.

Выводы

Нейрореабилитация на основе интерфейса мозг-компьютер демонстрирует умеренный или значительный эффект на двигательную функцию верхних конечностей, что превосходит традиционные реабилитационные методы, такие как воображение движений, зеркальная терапия, обучение с помощью роботов, двигательная терапия с ограничением движений, терапия виртуальной реальности и ТДКС. Помимо двигательных результатов, в нескольких исследованиях сообщалось о субклинических уровнях функциональной и структурной нейропластичности, вызванной BCI, некоторые из которых коррелируют с улучшением двигательных результатов. Для повышения надежности этих результатов необходимы дополнительные исследования с большим размером выборки.

Ссылка: Сервера М.А., Соекадар С.Р., Ушиба Дж. и др. Интерфейсы «мозг-компьютер» для двигательной реабилитации после инсульта: метаанализ. Энн Клин Трансл Нейрол. 25 марта 2018 г.;5(5):651-663.