Een meta-analyse: het effect van een hersencomputerinterface (BCI) op de revalidatie van de bovenste ledematen na een beroerte

Sep 11, 2023

Invoering

Motorische revalidatie na een beroerte groeit nu snel, aangedreven door andere technologische gebieden zoals virtuele en augmented reality (VR/AR), robotica en invasieve en niet-invasieve hersen-computerinterfaces (BCI). BCI kan real-time sensorische feedback geven over EEG-activiteit, waardoor patiënten met een beroerte hun sensomotorische ritmes bewust kunnen reguleren. Bij typische niet-invasieve, op EEG gebaseerde BCI wordt de motorische intentie van de gebruiker (motorische beelden of uitvoering) in realtime gedecodeerd uit de elektrische activiteit van de hersenen door relevante kenmerken te extraheren. De detectie van bewegingsintentie door BCI zal de overeenkomstige sensorische feedback naar de gebruiker activeren. Deze feedback kan in abstracte vorm zijn (zoals een cursor die over een computerscherm beweegt) of in de vorm van concrete feedback (zoals een visuele weergave van de lichaamsdelen van een deelnemer op een virtuele avatar, of rechtstreeks fysiek over een deelnemer heen gelegd) of somatosensorische levering via robotachtige, tactiele of neuromusculaire elektrische stimulatie (NMES) systemen om beoogde bewegingen te reproduceren, waarvan is aangetoond dat het het motorisch leren verbetert.

De hersen-computerinterface wordt nu gebruikt bij revalidatie na een beroerte. Het heeft tot doel de neuroplasticiteit te bevorderen door neurofysiologische activiteiten aan te passen of zelf te reguleren, waardoor het effect van revalidatie wordt verbeterd. Er zijn echter nog steeds onzekerheden over de daadwerkelijke klinische werkzaamheid ervan. Dit artikel heeft tot doel de effectiviteit van BCI-training bij revalidatie van de bovenste ledematen na een beroerte te kwantificeren door een meta-analyse uit te voeren van bestaande gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken (RCT's). In deze RCT's werden veranderingen in de motorische functie aan het begin en aan het einde van de interventie gerapporteerd. De onderzoekers beoordeelden de beschikbare rapporten van alle RCT's met behulp van deze technieken. Ze verstrekten dyskinesiescores vóór en na de interventie voor de experimentele en controlegroepen, waaronder standaardtherapie, robottherapie, elektrische stimulatie en motorische beelden zonder BCI.

Methoden

Er werd gebruik gemaakt van MEDLINE, CENTRAL, PEDro en andere databases, en de literatuur werd gescreend door de referenties van meerdere overzichtsartikelen te controleren. Gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken waarbij BCI werd gebruikt voor motorische revalidatie na een beroerte werden geselecteerd, en scores voor motorische stoornissen voor en na de interventie werden verstrekt. Samenvattende effectgroottes werden berekend met behulp van de inverse variantiemethode met willekeurige effecten. In eerste instantie werden 524 artikelen gevonden en na het verwijderen van duplicaten werden de titels en samenvattingen van 473 artikelen gescreend. Tenslotte werden 26 artikelen gevonden die overeenkomen met klinische onderzoeken naar BCI, waarvan 9 onderzoeken met in totaal 235 overlevenden van een beroerte voldeden aan de inclusiecriteria voor meta-analyse (gerandomiseerde gecontroleerde onderzoeken met motorische prestaties als uitkomstindex).

Resultaten

In zes BCI-onderzoeken overschreed de motorische verbetering, voornamelijk gekwantificeerd door de Fugl-Meyer-beoordeling van de bovenste ledematen (FMA-UE), het minimaal klinisch belangrijke verschil (MCID=5.25), terwijl deze verbetering slechts in drie controlegroepen werd bereikt. . Over het geheel genomen was het gestandaardiseerde gemiddelde verschil tussen BCI-training en FMA-UE vergeleken met de controlegroep 0.79 (95% BI: 0.37 tot 1,20), binnen het bereik van matige tot grote gepoolde effectgroottes. Bovendien hebben verschillende onderzoeken aangetoond dat BCI functionele en structurele neuroplasticiteit op subklinische niveaus induceert.

Conclusies

Neurorehabilitatie op basis van een hersencomputerinterface vertoont een matige tot grote effectgrootte op de motorische functie van de bovenste ledematen, wat superieur is aan conventionele revalidatiebehandelingen zoals motorische beelden, spiegeltherapie, robotondersteunde training, dwanggeïnduceerde bewegingstherapie, virtual reality-therapie en tDCS. Naast motorische uitkomsten hebben verschillende onderzoeken subklinische niveaus van functionele en structurele neuroplasticiteit gerapporteerd die worden geïnduceerd door BCI, waarvan sommige correleren met verbeterde motorische uitkomsten. Er zijn meer onderzoeken met grotere steekproeven nodig om de betrouwbaarheid van deze resultaten te verbeteren.

Referentie: Cervera MA, Soekadar SR, Ushiba J, et al. Hersen-computerinterfaces voor motorische revalidatie na een beroerte: een meta-analyse. Ann Clin Transl Neurol. 25 maart 2018;5(5):651-663.