Empleo de interfaces cerebro-máquina basados en electroencefalografía de superficie, como propuesta de evaluación y tratamiento de la función motora del miembro superior en el ictus

Resumo

Introducción. El Accidente Cerebrovascular (ACV) es una de las mayores causas de discapacidad a nivel mundial. La principal causa de discapacidad en estos pacientes es la pérdida de función motora, representando un importante impacto en la calidad de vida del paciente. Las alteraciones en el miembro superior (MS) que presentan los sujetos con ACV causan restricciones importantes en su participación y funcionamiento. La electroencefalografía de superficie (EEG) constituye una técnica de óptima resolución temporal, ampliamente utilizada a nivel clínico para establecer un primer diagnóstico, y que en las últimas décadas se ha empleado en neurociencias para tratar de establecer un pronóstico funcional y monitorizar los tratamientos de los pacientes con ACV. Además, se ha empleado como método de extracción de las características de activación de la corteza sensoriomotora durante el empleo de Interfaces Cerebro-Máquina (ICM), que proporcionan una interacción directa entre la actividad cerebral y sistemas automatizados, constituyendo un esperanzador enfoque de rehabilitación para los pacientes con ACV. Objetivos. El presente proyecto de tesis doctoral tiene los siguientes propósitos: 1) Establecer marcadores corticales de evolución y correlacionar parámetros de EEG con escalas funcionales estandarizadas de recuperación motora en sujetos con ACV en estadios subagudo y crónico; 2) Analizar la viabilidad o factibilidad de una intervención basada en una Interfaz Cerebro-Fisioterapeuta (ICF), evaluando los posibles cambios que una única sesión de intervención (prueba de concepto) podría generar en los parámetros de EEG, en comparación con una sesión de fisioterapia convencional en sujetos con ACV en estadios subagudo y crónico. Métodos. Se solicitó, mediante una charla informativa, la participación voluntaria de sujetos con hemiparesia secundaria a un ACV y afectación de la extremidad superior. Se empleó un sistema ICM durante cuatro meses de seguimiento. Los pacientes que comenzaron el protocolo experimental en estadio subagudo realizaron siete sesiones de entrenamiento con la plataforma integrada compuesta por EEG, ICM, y sensores inerciales. En las sesiones correspondientes al primer y al segundo mes, sesiones de medición (S1-S5), únicamente se registraron los datos de actividad cortical medidos con EEG, mientras que en las sesiones correspondientes al tercer y cuarto mes, sesiones de intervención (S6 y S7), se realizaron dos sesiones de intervención única en orden aleatorio, una de fisioterapia convencional (FC) y otra de entrenamiento con un sistema ICF. Los participantes en estadio crónico al comienzo de la experimentación, realizaron tres sesiones de entrenamiento con la plataforma integrada, con una periodicidad mensual. La primera sesión consistió en una sesión de medición (S1), y en las sesiones segunda y tercera se realizaron las dos sesiones de intervención (S2 y S3), una de FC y otra de entrenamiento con un sistema ICF, también organizadas de forma aleatoria. La adquisión de la señal de EEG se realizó durante movimientos autoiniciados de alcance del MS afecto, empleándose una plataforma integrada compuesta por un gorro GAMMAcap® de g.tec con 32 electrodos activos ubicados según el sistema internacional 10-20, dos amplificadores gUSBampg.Tec® y tres sensores inerciales Technaid®. Se emplearon como medidas de resultado derivadas de la señal de EEG, la desincronización relacionada con un evento (del inglés Event Related Desincronization, ERD) de los ritmos sensoriomotores alfa (7-13Hz) y beta (13-30Hz), y el potencial lento Bereitschaftspotential (BP), ambos relativos a la actividad cortical preparatoria y de ejecución del movimiento. Se evaluaron estos parámetros para el hemisferio afecto, el hemisferio no afecto y las áreas centrales. Se estudió también un índice de lateralidad del ERD relativo al porcentaje de participación de ambos hemisferios en la preparación del movimiento. Además, la evolución de la funcionalidad del MS afecto se evaluó con la escala de Fügl-Meyer (FM) para el MS. Resultados. La muestra quedó constituida por 10 pacientes con diagnóstico de ACV, cinco en estadio subagudo y cinco en estadio crónico, de los 18 totales que fueron valorados inicialmente. Los principales marcadores corticales de evolución encontrados para los participantes con ACV en estadio subagudo sucedieron en la banda alfa baja (7-10Hz) en el hemisferio afecto, siendo los siguientes: anticipación del ERD, ERD máximo en la anticipación e índice de lateralidad de la variable ERD medio en la anticipación con respecto al tiempo de reposo. Para los participantes en estadio crónico, el principal marcador cortical de evolución en el hemisferio afecto sucedió en la banda de frecuencia beta alta (19-30Hz), siendo este marcador la variable porcentaje de tiempo dentro de los dos segundos previos al inicio del movimiento en que la potencia del ERD es significativamente menor que en el tiempo de reposo. La intervención basada en ICF generó cambios significativos, en comparación con la FC, en los participantes en estadio subagudo, destacándose una mayor participación del hemisferio afecto en las bandas de frecuencia alfa alta (10-13Hz) y beta alta (19-30Hz). Conclusión. Los principales marcadores de evolución cortical encontrados mediante EEG en sujetos con ACV en estadio subagudo, afectan esencialmente a los parámetros relacionados con el ERD en la banda alfa baja (7-10Hz). Se observaron escasos marcadores de evolución cortical en los sujetos con ACV que iniciaron el estudio en estadio crónico. La intervención basada en ICF fue viable y factible, tanto en sujetos con ACV en estadio subagudo como en aquéllos en estadio crónico. La intervención ICF generó cambios significativos respecto a la intervención de FC en sujetos con ACV en estadio subagudo. Palabras clave. Accidente Cerebrovascular, Electroencefalografía de superficie, Interfaz Cerebro-Máquina, Miembro Superior.