El Fin Del Conocimiento - Bóveda 3 - G.TEC BCI & Neurotecnología Escuela de Primavera 2024 - Día 8

graph LR classDef hong_kong fill:#f9d4d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef bci fill:#d4f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef eeg fill:#d4d4f9, font-weight:bold, font-size:14px classDef stroke fill:#f9f9d4, font-weight:bold, font-size:14px classDef future fill:#f9d4f9, font-weight:bold, font-size:14px A["Jack Zhang"] --> B["Investigación Univ. Politécnica HK. 1"] A --> C["Lab: estimulación cerebral, comportamiento,
neurofisiología. 2"] A --> D["BCI: dispositivos de asistencia,
herramientas terapéuticas. 3"] D --> E["BCI Motor: imaginación motora,
inducir neuroplasticidad. 4"] D --> F["EEG en BCI:
resolución temporal, portabilidad. 5"] F --> G["ERD: activación cortical,
característica clave de BCI. 6"] D --> H["Meta-análisis BCI:
resultados mejorados post-intervención. 7"] H --> I["RCT piloto: BCI con
FES+VR, FES, VR. 8"] I --> J["Todas las intervenciones BCI
mejoraron la función. 9"] I --> K["Precisión de la imaginación motora
correlacionada con ganancias. 10"] I --> L["Efectos del entrenamiento BCI
específicos para movimientos. 11"] A --> M["EEG en reposo detecta
patrones anormales post-ictus. 12"] M --> N["ERD reducido sobre
corteza motora ipsilesional. 13"] M --> O["Retroalimentación de espejo reequilibra
actividad hemisférica. 14"] M --> P["Asimetría interhemisférica en
delta/theta y beta. 15"] P --> Q["Potencia beta, redes delta
reflejan reorganización. 16"] M --> R["Mayor ERD beta durante
movimiento reflejado. 17"] R --> S["ERD beta correlacionado con
función en condiciones de espejo. 18"] A --> T["RCT: TBS antes de
entrenamiento robótico. 19"] T --> U["TBS real mejoró función,
ERD, redujo delta. 20"] T --> V["ERD de espejo basal predijo
ganancias de estimulación cerebral. 21"] A --> W["Futuro: fNIRS-BCI, salidas robóticas,
TMS en bucle cerrado. 22-24"] D --> X["Consideraciones necesarias para
control BCI simulado. 25"] D --> Y["Aumentar sesiones BCI
podría mejorar eficacia. 26"] A --> Z["Sincronización de TMS con
oscilaciones afecta excitabilidad. 27"] A --> AA["Colaboraciones: rehabilitación cardiopulmonar,
BCI corazón-cerebro. 28"] A --> AB["Temas: BCI, neurofisiología,
estimulación cerebral para ictus. 29"] AB --> AC["Temas: neuroplasticidad, asimetría,
neuromodulación personalizada. 30"] class B,C hong_kong class D,E,F,G,H,I,J,K,L,X,Y bci class M,N,O,P,Q,R,S eeg class T,U,V,Z stroke class W,AA,AB,AC future

Resumen:

1.- Jack Zhang de la Universidad Politécnica de Hong Kong presentó investigaciones recientes utilizando el dispositivo GTAC Recovery X y estudios neurofisiológicos en la rehabilitación del ictus.

2.- Su laboratorio tiene 3 componentes: estimulación cerebral no invasiva, seguimiento del comportamiento y modulación neural/neurofisiología. Usan el Recovery X para la investigación de BCI.

3.- Las interfaces cerebro-computadora pueden usarse tanto como dispositivos de asistencia para controlar máquinas externas como herramientas terapéuticas para mejorar la recuperación tras una lesión neurológica.

4.- En BCI motor, el usuario regula la actividad cerebral relacionada con la ejecución motora a través de la imaginación motora para controlar un dispositivo externo, induciendo neuroplasticidad.

5.- El EEG se usa comúnmente en BCI por su excelente resolución temporal, portabilidad y capacidad para evaluar ritmos sensorimotores relacionados con la imaginación motora.

6.- La desincronización relacionada con eventos (ERD) durante la imaginación motora representa la activación cortical y se usa como característica clave en muchos sistemas BCI motor.

7.- Un meta-análisis encontró que las intervenciones basadas en BCI mejoraron significativamente los resultados motores de las extremidades superiores en comparación con el simulacro inmediatamente después de la intervención, pero no en el seguimiento.

8.- Su RCT piloto comparó BCI con retroalimentación FES+VR, solo FES y solo VR en 27 pacientes con ictus crónico durante 10 sesiones.

9.- Las 3 intervenciones BCI mejoraron significativamente la función de las extremidades superiores, pero combinar FES+VR no fue superior a FES o VR solo.

10.- La precisión de la imaginación motora en la primera sesión de BCI se correlacionó con las ganancias motoras, sugiriendo que la imaginación motora precisa es clave para la eficacia de BCI.

11.- La capacidad para la imaginación motora no mejoró significativamente, indicando que los efectos del entrenamiento BCI fueron específicos para los movimientos entrenados.

12.- El EEG en estado de reposo puede detectar patrones anormales de actividad cerebral después del ictus, como un aumento de las oscilaciones de baja frecuencia y una disminución de las oscilaciones de alta frecuencia.

13.- El ERD relacionado con el movimiento sobre la corteza motora primaria ipsilesional se reduce después del ictus y se correlaciona con la función motora de las extremidades superiores.

14.- La retroalimentación visual de espejo durante el movimiento de la mano no afectada puede reequilibrar la actividad hemisférica y aumentar el ERD contralesional en pacientes con ictus.

15.- Su estudio transversal de EEG en estado de reposo encontró asimetría interhemisférica en delta/theta (más alta ipsilesionalmente) y beta (más baja ipsilesionalmente) en el poder en ictus crónico.

16.- La potencia beta bilateralmente y las propiedades de la red de la banda delta se correlacionaron con la función motora de las extremidades superiores, reflejando la reorganización regional y a nivel de red después del ictus.

17.- Su estudio de EEG basado en tareas encontró un mayor ERD beta alta sobre áreas sensorimotoras contralaterales durante el movimiento real y reflejado de la mano en pacientes con ictus.

18.- El ERD beta se correlacionó con la función de las extremidades superiores solo en las condiciones de espejo y observación de acción, apoyando la relevancia del entrenamiento con espejo en la rehabilitación del ictus.

19.- Un RCT aplicó estimulación de ráfaga theta excitatoria (TBS) a la corteza motora ipsilesional antes del entrenamiento robótico de las extremidades superiores en pacientes con ictus.

20.- El TBS real mejoró la función motora más que el simulacro. Solo el grupo TBS preparado mostró un aumento del ERD y una reducción de la actividad delta patológica post-intervención.

21.- El ERD inducido por espejo basal predijo las ganancias motoras de la intervención, sugiriendo que el ERD podría ser un biomarcador de la respuesta a la estimulación cerebral en el ictus.

22.- Las direcciones futuras incluyen el uso de BCI basado en fNIRS para dirigir la perfusión cerebrovascular anormal en el ictus y proporcionar retroalimentación neuro para normalizar las señales patológicas.

23.- Están conectando BCI con dispositivos robóticos como una salida alternativa a FES y pilotando esta configuración en pacientes con ictus.

24.- La integración en bucle cerrado de TMS con BCI basada en estados cerebrales individuales podría mejorar la precisión y eficacia de la estimulación cerebral.

25.- Se necesita una consideración cuidadosa para las condiciones de control BCI simuladas, ya que la retroalimentación completamente aleatoria puede ser confusa y potencialmente entrenar patrones inadaptados.

26.- Aumentar el número de sesiones de entrenamiento BCI podría mejorar la eficacia, aunque aún no está claro cuál es la dosis óptima y los protocolos más cortos pueden demostrar prueba de concepto.

27.- Sincronizar TMS con el pico de negatividad de la oscilación alfa puede aumentar la excitabilidad cortical, mientras que estimular en el pico de positividad podría ser inhibitorio.

28.- Su laboratorio se centra en el ictus, pero colabora con investigadores de terapia física que investigan la rehabilitación cardiopulmonar, con potencial para aplicaciones BCI integradas corazón-cerebro.

29.- La presentación cubrió una variedad de temas que integran BCI, neurofisiología y estimulación cerebral para avanzar en la comprensión mecanicista y el tratamiento del ictus.

30.- Los temas clave incluyeron aprovechar la neuroplasticidad, reequilibrar las asimetrías hemisféricas aberrantes y personalizar la neuromodulación basada en la dinámica cerebral individual para optimizar los resultados de la rehabilitación.

Bóveda de Conocimiento construida por David Vivancos 2024