Artículo de método

Herramientas de realidad virtual para evaluar la negligencia espacial unilateral: una nueva oportunidad para la recopilación de datos

DOI:

10.3791/61951

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10 de marzo de 2021

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1Department of Neurology, University of Pennsylvania, 2Laboratory for Cognition and Neural Stimulation, University of Pennsylvania, 3Department of Psychology, Drexel University, 4Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Pennsylvania

En este artículo

Resumen

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El objetivo fue diseñar, construir y pilotar una novedosa tarea de realidad virtual para detectar y caracterizar la negligencia espacial unilateral, un síndrome que afecta al 23-46% de los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares agudos, ampliando el papel de la realidad virtual en el estudio y manejo de la enfermedad neurológica.

Resumen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

La negligencia espacial unilateral (NPS) es un síndrome caracterizado por falta de atención o inacción en un lado del espacio y afecta a entre el 23-46% de los sobrevivientes de accidente cerebrovascular agudo. El diagnóstico y la caracterización de estos síntomas en pacientes individuales pueden ser desafiantes y, a menudo, requieren personal clínico calificado. La realidad virtual (RV) presenta una oportunidad para desarrollar nuevas herramientas de evaluación para pacientes con USN.

Nuestro objetivo fue diseñar y construir una herramienta de realidad virtual para detectar y caracterizar síntomas sutiles de USN, y probar la herramienta en sujetos tratados con estimulación magnética transcraneal repetitiva inhibitoria (EMT) de regiones corticales asociadas con USN.

Creamos tres condiciones experimentales aplicando TMS a dos regiones distintas de la corteza asociadas con el procesamiento visuoespacial, el giro temporal superior (STG) y el giro supramarginal (SMG), y aplicamos TMS simulado como control. Luego colocamos a los sujetos en un entorno de realidad virtual en el que se les pidió que identificaran las flores con asimetrías laterales de flores distribuidas a través de arbustos en ambos hemiespacios, con un ajuste de dificultad dinámica basado en el rendimiento de cada sujeto.

Se encontraron diferencias significativas en el guiñada media de la cabeza entre los sujetos estimulados en el STG y los estimulados en el SMG y efectos marginalmente significativos en el eje visual promedio.

La tecnología VR se está volviendo más accesible, asequible y robusta, presentando una oportunidad emocionante para crear herramientas útiles y novedosas similares a los juegos. Junto con TMS, estas herramientas podrían usarse para estudiar déficits neurológicos específicos, aislados y artificiales en sujetos sanos, informando la creación de herramientas de diagnóstico basadas en VR para pacientes con déficits debido a lesiones cerebrales adquiridas. Este estudio es el primero que conocemos en el que los síntomas de USN generados artificialmente se han evaluado con una tarea de realidad virtual.

Introducción

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La negligencia espacial unilateral (NPS) es un síndrome caracterizado por falta de atención o inacción en un lado del espacio que afecta a entre el 23-46% de los supervivientes de ictus agudo, más comúnmente con lesión en el hemisferio cerebral derecho y que da lugar a una tendencia a ignorar el lado izquierdo del espacio y/o el cuerpo del superviviente1,2. Aunque la mayoría de los pacientes con USN experimentan una recuperación significativa a corto plazo, los síntomas sutiles de USN a menudo persisten3. La USN puede aumentar el riesgo de caídas en el paciente e impedir las actividades....

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Protocolo

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Este estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional local y cumple con todos los criterios establecidos por las Guías de Buenas Prácticas Clínicas. Todos los participantes dieron su consentimiento informado antes de que comenzaran los procedimientos del estudio. Se esperaba que los participantes del estudio participaran en tres sesiones separadas (descritas en la Tabla 1). Los elementos del experimento se describen de manera escalonada a continuación. El orden de la sesión fue aleatorizado.

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Sesión A

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Resultados

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Los datos se recopilaron de individuos sanos utilizando el protocolo descrito anteriormente para demostrar cómo se pueden analizar las diferentes variables que se pueden extraer de la tarea de realidad virtual para detectar diferencias sutiles entre los grupos.

En este estudio, 7 individuos (2 hombres) con una edad promedio de 25.6 y un promedio de 16.8 años de educación se sometieron a tres sesiones separadas de TMS. Estos suje.......

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Discusión

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Inducimos y medimos con éxito los síntomas de USN con TMS y VR, respectivamente. Si bien no tuvimos resultados significativos en comparación con los ensayos simulados, pudimos comparar múltiples métricas de negligencia egocéntrica (ángulo promedio de la cabeza, tiempo dedicado a mirar flores en cualquiera de los hemiespacio) y negligencia alocéntrica (rendimiento en la selección de flores con pétalos asimétricos a la izquierda frente al lado derecho) entre los diferentes grupos experimentales, y encontramos diferencias s.......

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Divulgaciones

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Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

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Este trabajo fue apoyado por el Fondo de Investigación Universitaria (URF) de la Universidad de Pensilvania y las Becas Estudiantiles en Enfermedades Cerebrovasculares y Accidentes Cerebrovasculares de la Asociación Americana del Corazón. Un agradecimiento especial a los investigadores, médicos y personal del Laboratorio de Cognición y Estimulación Neural por su apoyo continuo.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
AirFilm Coil (AFC) Versión rápidaMagstimN/ABobina TMS refrigerada por aire
Alienware 17 R4 LaptopDell N/ANVIDIA GeForce GTX 1060 (especificaciones completas en https://topics-cdn.dell.com/pdf/alienware-17-laptop_users-guide_en-us.pdf)
BrainSight 2.0 TMS Neuronavigation SoftwareRogue Research IncN/A Tmssoftware de segmentación neuronal
CED 1902 Aislado preamplificadorCambridge Electronic Design LimtedN/APreamplificador EMG CED
Micro 401 mkIICambridge Electronic Design LimtedN/AUnidad de adquisición de datos de forma de onda multicanal
CED Signal 5Cambridge Electronic Design LimtedN/ASoftware de adquisición y análisis de datos basado en barrido. Se utiliza para medir las respuestas motoras evocadas por la EMT.
Complemento binocular HTC VivePupil LabsN/AComplemento de seguimiento ocular HTC Vive, Vive Pro o Vive Cosmos con 2 cámaras oculares de 200 Hz.
Bobina remota Magstim D70MagstimN/ABobina TMS de mano
Magstim Super Rapid 2 plus 1MagstimN/AUnidad de Estimulación Magnética Transcraneal
Unity 2018UnityN/Amotor de juegos VR multiplataforma
Vive ProHTC Vive N/AVR sistema con sensores de movimiento externos; 1440x1600 píxeles por ojo, frecuencia de actualización de 90 Hz, 110° Fov

Referencias

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Heilman, K. M., Bowers, D., Coslett, H. B., Whelan, H., Watson, R. T. Directional Hypokinesia: Prolonged Reaction Times for Leftward Movements in Patients with Right Hemisphere Lesions and Neglect. Neurology. 35 (6), 855-859 (1985).
  2. Paolucci, S., Antonucci, G., Grasso, M. G., Pizzamiglio, L.

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