Il protocollo sperimentale dimostra il paradigma per l'acquisizione e l'analisi dei segnali elettroencefalografici (EEG) durante il movimento dell'arto superiore in soggetti con ictus. L'alterazione della rete funzionale delle bande di frequenza EEG low-beta è stata osservata durante il movimento dell'arto superiore compromesso ed è stata associata al grado di compromissione motoria.
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Articolo metodologico
Indici di rete elettroencefalografici come biomarcatori di compromissione dell'arto superiore nell'ictus cronico
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In questo articolo
Sommario
Abstract
L'alterazione dei segnali dell'elettroencefalografia (EEG) durante il movimento specifico dell'arto compromesso è stata segnalata come un potenziale biomarcatore per la gravità della compromissione motoria e per la previsione del recupero motorio nei soggetti con ictus. Quando si implementano esperimenti EEG, sono necessari paradigmi dettagliati e protocolli sperimentali ben organizzati per ottenere risultati robusti e interpretabili. In questo protocollo, illustriamo un paradigma task-specific con il movimento dell'arto superiore e i metodi e le tecniche necessarie per l'acquisizione e l'analisi dei dati EEG. Il paradigma consiste in 1 minuto di riposo seguito da 10 prove che comprendono l'alternanza di 5 e 3 secondi di riposo e di attività (estensione della mano), rispettivamente, in 4 sessioni. I segnali EEG sono stati acquisiti utilizzando 32 elettrodi del cuoio capelluto Ag/AgCl a una frequenza di campionamento di 1.000 Hz. Sono state eseguite analisi delle perturbazioni spettrali correlate agli eventi associate al movimento degli arti e analisi della rete funzionale a livello globale nella banda di frequenza low-beta (12-20 Hz). I risultati rappresentativi hanno mostrato un'alterazione della rete funzionale delle bande di frequenza EEG low-beta durante il movimento dell'arto superiore compromesso e la rete funzionale alterata è stata associata al grado di compromissione motoria nei pazienti con ictus cronico. I risultati dimostrano la fattibilità del paradigma sperimentale nelle misurazioni EEG durante il movimento dell'arto superiore in individui con ictus. Sono necessarie ulteriori ricerche che utilizzino questo paradigma per determinare il valore potenziale dei segnali EEG come biomarcatori di compromissione motoria e recupero.
Introduzione
La compromissione motoria dell'arto superiore è una delle conseguenze più comuni dell'ictus ed è correlata a limitazioni nelle attività della vita quotidiana 1,2. È noto che i ritmi delle bande alfa (8-13 Hz) e beta (13-30 Hz) sono strettamente associati ai movimenti. In particolare, gli studi hanno dimostrato che l'alterata attività neurale nelle bande di frequenza alfa e beta inferiore (12-20 Hz) durante il movimento di un arto compromesso è correlata al grado di compromissione motoria nei soggetti con ictus 3,4,5. ....
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Protocollo
Tutte le procedure sperimentali sono state esaminate e approvate dall'Institutional Review Board dell'Ospedale Bundang dell'Università Nazionale di Seoul. Per gli esperimenti in questo studio, sono stati reclutati 34 partecipanti con ictus. È stato ottenuto il consenso informato firmato da tutti i partecipanti. Un consenso informato firmato è stato ottenuto da un rappresentante legale se un partecipante soddisfaceva i criteri ma non poteva firmare il modulo di consenso a causa della disabilità.
1. Configurazione sperimentale
- Reclutamento dei pazienti
- Eseguire il processo di screening utilizzando i seguenti ....
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Risultati
La Figura 7 presenta le mappe topografiche ERD a basso beta di ciascuna attività di movimento della mano. Nell'emisfero controlesionale è stato osservato un ERD a basso beta significativamente forte rispetto all'emisfero ipsilesionale sia per i compiti di movimento della mano affetti che per quelli non affetti.
Figura.......
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Discussione
Questo studio ha introdotto un esperimento EEG per misurare le attività neuronali legate al movimento degli arti superiori in individui con ictus. Il paradigma sperimentale e i metodi di acquisizione e analisi dell'EEG sono stati applicati per determinare i pattern ERD nella corteccia motoria ipsilesionale e controlesionale.
I risultati delle mappe ERSP (Figura 7) hanno dimostrato la differenza nel grado di attivazione neuronale quando si muovono le mani comprome.......
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Dichiarazioni
MS, NJP, WSK e HJH hanno un brevetto in attesa di brevetto intitolato "Metodo per fornire informazioni relative alla disabilità motoria e ai dispositivi utilizzati per essa", numero 10-2022-0007841.
Ringraziamenti
Questo lavoro è stato sostenuto dalla sovvenzione della National Research Foundation of Korea (NRF) finanziata dal governo coreano (MSIT) (n. NRF-2022R1A2C1006046), dall'Original Technology Research Program for Brain Science attraverso la National Research Foundation of Korea (NRF) finanziata dal Ministero dell'Istruzione, della Scienza e della Tecnologia (2019M3C7A1031995), dalla National Research Foundation of Korea (NRF) sovvenzione finanziata dal governo coreano (MSIT) (No. NRF-2022R1A6A3A13053491) e dal MSIT (Ministero della Scienza e delle TIC), Corea, nell'ambito del programma di supporto ITRC (Information Technology Research Center) (IITP-2023-RS-2023-00258971....
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| actiCAP | Easycap, GmbH Ltd., Herrsching, Germania | CAC-32-SAMW-56 | Piattaforma di cappucci EEG in tessuto per ospitare elettrodi EEG |
| Brain Vision Recorder (Software) | Brain Products GmBH Ltd., Monaco di Baviera, Germania-Software | utilizzato per registrare il segnale EEG | |
| Curry 7 (Software) | Compumedics, | Australia-Software | utilizzato nella pre-elaborazione dei dati EEG |
| MATLAB R2019a (Software) | MathWorks Inc., Natick, MA, USA-Software | utilizzato per eseguire lo stimolo sperimentale e analizzare i dati EEG | |
| Registrazione PC | Lenovo Group Limited, Hong Kong, Cina | Modello: X58K | Intel Core i7-7700HQ CPU@2,80 GHz, RAM 8 GB /Registrazione dati EEG utilizzando il sensore Brain Vision |
| Recorder & Trigger Extension(STE) | Brain Products GmBH Ltd., Monaco di Baviera, Germania | STE-055604-0162 | Aggiunge segnali fisiologici all'amplificatore EEG |
| Splitter box | Brain Products GmBH Ltd., Monaco di Baviera, Germania | BP-135-1600 | Collega gli elettrodi Ag/AgCl all'amplificatore EEG |
| Stimulation PC | Hansung Corporation, Seoul, Corea | Modello: ThinkPad P71 | Intel Core i7-8750H CPU@2,20 GHz, RAM 8 GB Presentazione dello schermo di stimolazione utilizzando MATLAB |
| TriggerBox | Brain Products GmBH Ltd., Monaco di Baviera, Germania | BP-245-1010 | Riceve il segnale di trigger dal PC e lo trasmette al sistema di registrazione EEG |
Riferimenti
- Faria-Fortini, I., Michaelsen, S. M., Cassiano, J. G., Teixeira-Salmela, L. F. Upper extremity function in stroke subjects: Relationships between the international classification of functioning, disability, and health domains. Journal of Hand Therapy. 24 (3), 257-265 (2011).
- Veerbeek, J. M., Kwakkel, G., van Wegen, E. E., Ket, J. C., Heymans, M. W.
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Ristampe e permessi
