Appareils d'aide contrôlés par BCI non invasifs

Résumé succinct

Les blessures affectant le système nerveux central peuvent perturber les voies corticales vers les muscles, entraînant une perte de contrôle moteur. Néanmoins, le cerveau continue d'exhiber des rythmes sensorimoteurs (SMRs) pendant les intentions de mouvement ou l'imaginaire moteur (MI), qui est la répétition mentale de la kinesthésie d'un mouvement sans réellement l'exécuter. Les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) peuvent décoder les SMRs pour contrôler les appareils d'assistance et promouvoir la récupération fonctionnelle. Malgré les progrès rapides dans les systèmes BCI non invasifs basés sur l'électroencéphalogramme (EEG), deux défis persistants restent : Premièrement, l'instabilité des motifs SMR due à la non-stationnarité des signaux neuronaux, ce qui peut dégrader considérablement la performance BCI sur plusieurs jours et compromettre l'efficacité de la réadaptation basée sur le BCI. Deuxièmement, la différenciation des motifs MI correspondant aux mouvements fin des mains du même membre reste difficile en raison de la faible résolution spatiale de l'EEG. Pour répondre au premier défi, les sujets apprennent généralement à éveiller des SMR fiables et à améliorer le contrôle BCI par le biais d'un entraînement longitudinal, donc une question fondamentale est de savoir comment accélérer l'entraînement des sujets en s'appuyant sur la neurophysiologie SMR. Dans cette étude, les chercheurs hypothisent que le conditionnement du cerveau par stimulation électrique transcutanée de la moelle épinière, qui est rapporté comme induisant une inhibition corticale, limiterait les dynamiques neurales et promouvrait des modulations SMR focalisées et fortes lors des sessions d'entraînement BCI basées sur l'imaginaire moteur, conduisant à un entraînement BCI accéléré. Pour répondre au second défi, les chercheurs hypothisent que la stimulation électrique neuromusculaire (NMES) appliquée en conséquence à l'activation volontaire de la cortex moteur primaire par l'imaginaire moteur peut aider à différencier les motifs d'activité associés aux différents mouvements des mains du même membre en recrutant constamment les voies neurales distinctes associées à chacun des mouvements dans un dispositif BCI en boucle fermée. Les chercheurs étudient les changements neuroplastiques associés à l'entraînement avec les deux modalités de stimulation.