A relação não invasora da cérebro-máquina ajuda paraplégicos crônicos a recuperar sua capacidade de passeio

Em uma outra descoberta clínica principal da caminhada projecte outra vez, um consórcio internacional não lucrativo visado desenvolvendo protocolos novos da neuro-reabilitação, tecnologias e as terapias para ferimento da medula espinal, dois pacientes com paraplegia recuperaram a capacidade para andar com auxílio mínimo, com o emprego de uma relação inteiramente não invasora da cérebro-máquina que não exigisse o uso de nenhum procedimento cirúrgico invasor de medula espinal. Os resultados deste estudo apareceram na introdução do 1º de maio dos relatórios científicos do jornal.

Os dois pacientes com paraplegia (o AIS C) usou sua própria actividade de cérebro para controlar a entrega não invasora de pulsos elétricos a um total de 16 músculos (oito em cada pé), permitindo que produzam uma caminhada mais fisiológico do que relatada previamente, exigindo somente um caminhante convencional e um sistema de apoio do peso corporal como dispositivos assistivas.

Totais, os dois pacientes podiam produzir mais de 4.500 etapas usando esta nova tecnologia, que combina uma relação não invasora da cérebro-máquina, com base em um EEG de 16 canais, para controlar um sistema elétrico funcional da estimulação do multi-canal (FES), costurada para produzir um teste padrão muito mais liso do porte do que o último modelo desta técnica.

O que nos surpreendeu era que, além do que permitir que estes pacientes andem com pouca ajuda, um deles indicou uma melhoria clara do motor praticando com esta aproximação nova. Os pacientes exigiram aproximadamente 25 sessões para dominar o treinamento antes que puderam andar usando este instrumento.”

Solaiman Shokur, um dos autores do estudo

Os dois pacientes que usaram esta aproximação nova da reabilitação tiveram a longo prazo o estudo previamente participado do neurorehabilitation realizado usando a caminhada projectam outra vez o protocolo de Neurorehabilitation (WANR). Como relatado em uma publicação recente da mesma equipe (Shokur e outros, PLoS um, em novembro de 2018), todos os sete pacientes que participaram nesse protocolo por um período de 28 meses melhoraram seu estado clínico, da paraplegia completa (AIS A ou B, não significando nenhuma função de motor abaixo do nível do ferimento, de acordo com a classificação de ÁSIA) à paraplegia parcial (AIS C, significando a recuperação parcial da função sensorial e de motor abaixo do nível de ferimento). Esta recuperação neurológica significativa incluiu melhorias clínicas principais na discriminação sensorial (tátil, nociception, vibração, e pressão), no controlo do motor voluntário dos músculos do abdômen e do pé, e em ganhos importantes no controle autonómico, tal como a bexiga, as entranhas, e funções sexuais.

Os últimos dois estudos publicaram pela caminhada projectam-se outra vez indicam claramente que a recuperação neurológica e funcional parcial pode ser induzida em pacientes crônicos de ferimento da medula espinal combinando as tecnologias não invasoras múltiplas que são baseadas em torno do conceito de usar uma relação da cérebro-máquina para controlar tipos diferentes de actuadores, como avatars virtuais, caminhantes robóticos, ou dispositivos de estimulação do músculo, para permitir a participação total dos pacientes em sua própria rotina da reabilitação.”

Miguel Nicolelis, director científico da caminhada projecta-se outra vez e um dos autores do estudo

Em um relatório recente por um outro grupo, um AIS C e dois pacientes do AIS D podiam andar agradecimentos ao emprego de um método invasor para a estimulação elétrica da medula espinal, que exigiu um procedimento cirúrgico espinal. Ao contrário, nos pacientes do AIS C do estudo actual dois - que eram originalmente AIS A (veja o material suplementar abaixo) - e um terceiro assunto do AIS B, que conseguisse recentemente resultados semelhantes, podia recuperar um grau significativo de passeio autônomo sem a necessidade para tais tratamentos invasores. Em lugar de, estes pacientes receberam somente os testes padrões elétricos da estimulação entregados à superfície da pele de seus pés, de modo que um total de oito músculos em cada membro pudesse electricamente ser estimulado em uma seqüência physiologically exacta. Isto foi feito a fim produzir um smoother e um teste padrão mais natural da locomoção.

Crucial para esta aplicação era a revelação de um controlador de circuito fechado que correcção permitida do tempo real do teste padrão de passeio dos pacientes, levando em consideração a fadiga do músculo e perturbação externos, a fim produzir uma trajectória predefinida do porte. Um outro componente principal de nossa aproximação era o uso de um indicador haptic wearable entregar o feedback tátil aos antebraço dos pacientes a fim fornecê-los uma fonte contínua de feedback proprioceptive relativa ao seu passeio.”

Solaiman Shokur

Para controlar o teste padrão da estimulação elétrica do músculo em cada pé, estes pacientes utilizaram uma relação EEG-baseada da cérebro-máquina. Nesta instalação, os pacientes aprendidos alternar a geração de “de actividade da aparência do motor piso” em seus córtices de motor direitos e esquerdos, a fim criar alternaram movimentos de seus pés esquerdos e direitos.

De acordo com os autores, os pacientes exibiram não somente “menos dependência no auxílio de passeio, mas igualmente a recuperação neurológica parcial, com taxas substanciais de melhoria do motor em um delas.” A melhoria no controlo do motor neste último paciente do AIS C era 9 pontos na contagem mais baixa do motor da extremidade (LEMS), que era comparável com a aquela observada usando a estimulação invasora da medula espinal.

Baseado nos resultados obtidos sobre os 5 anos passados, WAP pretende agora combinar todas suas ferramentas do neurorehabilitation em uma única plataforma integrada, não invasora para tratar pacientes de ferimento da medula espinal. Esta plataforma permitirá que os pacientes comecem a treinar logo depois que o ferimento ocorre. Igualmente permitirá o emprego de uma relação integrada multi-dimensional da cérebro-máquina capaz simultaneamente de controlar os actuadores virtuais e robóticos (como um exoskeleton do lowerlimb), um sistema elétrico não invasor da estimulação do músculo do multi-canal (como o FES usado no estudo actual), e uma aproximação não invasora nova da estimulação da medula espinal. Nesta configuração final, esta plataforma de WAP incorporará todas estas tecnologias junto a fim maximizar a recuperação neurológica e funcional no tempo possível o mais curto, sem a necessidade de todo o procedimento invasor.

De acordo com o Dr. Nicolelis:

Não há nenhuma bala de prata para tratar os ferimentos da medula espinal. Cada vez mais, olha como nós precisamos de executar simultaneamente técnicas múltiplas para conseguir os melhores resultados do neurorehabilitation. Neste contexto, é igualmente imperativo considerar a ocorrência da plasticidade cortical como um componente principal no planeamento de nossa aproximação da reabilitação.”

Source:

À Pesquisa de Associação Alberto Santos Dumont para Apoio

Referência do jornal:

Shokur, S. e outros (2019) não invasor, estimulação elétrica funcional Cérebro-controlada para a reabilitação da locomoção nos indivíduos com paraplegia. Relatórios científicos. doi.org/10.1038/s41598-019-43041-9