Thérapie d’adaptation à prisme virtuel : Protocole de validation chez les adultes en bonne santé
12 février 2020
Ce protocole expérimental démontre l’utilisation de la thérapie virtuelle d’adaptation de prisme (VPAT) dans les adultes en bonne santé et l’association entre VPAT et spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle pour déterminer l’effet de VPAT sur l’activation corticale. Les résultats suggèrent que le VPAT puisse être faisable et pourrait induire l’adaptation comportementale semblable à la thérapie conventionnelle d’adaptation de prisme.
Notre protocole expérimental peut examiner si la thérapie d’adaptation de prisme est efficace pour des patients présentant la négligence hémispatiale et si notre système virtuel de thérapie d’adaptation de prisme favorise le réalignement spatial et l’activation corticale. La thérapie virtuelle d’adaptation de prisme a été développée pour être moins coûteuse, plus rapide à installer, et plus facile à ajuster que l’adaptation conventionnelle de prisme. Cette technique peut être employée pour remplacer la thérapie conventionnelle de prisme dans les patients présentant la négligence hémispatiale parce qu’elle peut imiter les effets de l’adaptation conventionnelle de prisme.
Cette méthode suggère un potentiel pour utiliser la réalité virtuelle pour la thérapie d’AVC et peut donner un aperçu de la réadaptation hémispatiale de négligence dans le domaine virtuel de réadaptation. Bien que le système est basé sur un moteur de jeu de réalité virtuelle et est donc facilement utilisé. Assurez-vous de prendre soin de la préparation.
Pour la configuration fonctionnelle de mesure de spectroscopie proche infrarouge, placez le participant assis dans une chaise avec un dos droit et confirmez que la main du participant ne frappera pas la table en tendant la main. Ensuite, sélectionnez la taille fonctionnelle appropriée de la spectroscopie proche infrarouge en fonction de la circonférence de la tête du participant et placez le capuchon sur la tête du participant afin que le sommet soit situé à l’intersection du point médian entre l’inion et la méchanceté et le point médian entre les zones préaurculaires gauches et préaurculaires droites. Affichez le montage à l’écran et connectez 15 sources et 24 détecteurs au montage.
Utilisez du gel conductrice pour améliorer le gain de la source lumineuse s’il est essentiel avant d’insérer l’optode et placez le bouchon de soutoutage sur le participant. Pour configurer le logiciel, exécutez le logiciel fonctionnel du système de spectroscopie proche infrarouge et chargez le montage de négligence. Avec le montage affiché à l’écran, définissez 15 sources et 24 détecteurs selon le montage et cliquez sur calibrer.
Pour calibrer le système virtuel de thérapie d’adaptation au prisme, montez d’abord l’écran monté sur la tête de réalité virtuelle au-dessus du capuchon de spectroscopie proche infrarouge fonctionnel en prenant soin d’éviter de déranger le bouchon. Lorsque l’écran est en place, ouvrez le logiciel virtuel de thérapie d’adaptation au prisme et entrez les informations du participant. Cliquez sur démarrer et confirmer la visualisation de la main virtuelle dans l’écran.
Lancez l’étalonnage en deux étapes et demandez au participant de regarder la marque croix rouge au centre de l’écran. Appuyez ensuite sur la touche R pour calibrer l’écran. Demandez au participant de pointer vers la cible avec la main droite.
Appuyez ensuite sur la touche O pour calibrer la position de la main. Il faut fournir suffisamment d’espace pour l’étalonnage dans la portée de la main et la main ne doit pas être étirée trop loin pour fixer la position cible. À la fin de l’étalonnage, confirmez la volonté du participant de démarrer l’expérience et de démarrer le système sans le mode prisme.
Cliquez sur la clé de démarrage pour lancer une expérience avec quatre phases simultanément avec l’enregistrement fonctionnel de spectroscopie proche infrarouge et demandez au participant de pointer ou de cliquer avec son index droit dans les trois secondes qui ont marqué l’icône appropriée apparaissant ou se reposant. Dans le mode d’adaptation du prisme virtuel, l’angle de déviation défini entraîne une déviation virtuelle de la main. La main verte est la position réelle reconnue par la main qui n’est pas montrée à l’utilisateur.
Les mains bleues sont des mains déviées montrées à l’utilisateur. En mode déviation, la main de l’utilisateur s’étend dans la direction gauche afin de garder la main de l’utilisateur de plus en plus proche de la cible. Pour le bloc de clics, demandez au participant d’appuyer sur le bouton poussoir.
Chaque phase sera composée de blocs pour pointer, cliquer ou se reposer. Dans ce graphique représentatif, l’erreur de pointage pour quatre participants en bonne santé est indiquée avec la moyenne de la valeur médiane de 10 essais dans la sous-phase de chaque tâche de pointage d’une durée de 30 secondes. Ici, l’erreur de pointage pour chaque sujet est présentée démontrant une adaptation pendant les phases virtuelles de thérapie d’adaptation de prisme et l’adaptation post prismatique.
Utilisez l’étalonnage de l’écran pour placer l’espace virtuel devant la plage visuelle de l’utilisateur et utiliser l’étalonnage de la distance cible pour placer la cible à la portée de l’utilisateur. Nous avons étudié des volontaires adultes en bonne santé, mais la technologie pourrait être utilisée auprès des patients cliniques. En outre, la comparaison des données avec de vraies classes de prisme pourrait être significative.
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Aperçu
Ce protocole expérimental démontre l'utilisation de la thérapie d'adaptation aux prismes virtuels (VPAT) chez des adultes en bonne santé et son potentiel à imiter la thérapie d'adaptation aux prismes conventionnelle. L'étude explore l'association entre la VPAT et la spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge afin d'évaluer ses effets sur l'activation corticale.
Composantes clés de l'étude
Domaine scientifique
- Neurosciences
- Rééducation
- Réalité virtuelle
Contexte général
- La thérapie d'adaptation au prisme est utilisée chez les patients présentant une négligence hémispatiale.
- La thérapie virtuelle d'adaptation au prisme vise à être plus rentable et plus facile à mettre en œuvre.
- Cette technique pourrait fournir des informations sur les stratégies de réadaptation pour les patients victimes d'accident vasculaire cérébral.
- Utilise un moteur de jeu en réalité virtuelle pour en faciliter l'accès.
Objectif de l'étude
- Évaluer l'efficacité du VPAT pour la réalignement spatial.
- Déterminer l'impact du VPAT sur l'activation corticale.
- Explorer la faisabilité d'utiliser le VPAT comme remplacement de la thérapie conventionnelle.
Méthodes utilisées
- Mise en œuvre d'une thérapie d'adaptation prismatique virtuelle.
- Spectroscopie fonctionnelle proche infrarouge pour mesurer l'activation corticale.
- Comparaison des adaptations comportementales entre la thérapie d'adaptation prismatique virtuelle et la thérapie conventionnelle.
- Évaluation de la configuration du système et de l'expérience utilisateur.
Résultats principaux
- La TPVA pourrait induire des adaptations comportementales similaires à celles de la thérapie conventionnelle.
- La faisabilité de la TPVA a été démontrée chez des adultes en bonne santé.
- Preuves de modifications de l'activation corticale associées à la TPVA.
- Potentiel d'utilisation de la TPVA dans des contextes cliniques pour la rééducation.
Conclusions
- La TPVA constitue une alternative prometteuse à la thérapie conventionnelle par adaptation prismatique.
- Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour valider son efficacité auprès de populations cliniques.
- Cette méthode pourrait améliorer les approches de rééducation du négligence hémispatiale.
Questions fréquemment posées
Pertinence sectorielle pour les cadres
La thérapie par adaptation à un prisme virtuel (VPAT) offre une approche rentable et évolutible pour évaluer le réalignement spatial et l'activation corticale dans la recherche en neuro-réadaptation. En exploitant la réalité virtuelle et la fNIRS, la VPAT permet une détection mécanistique des hypothèses thérapeutiques liées à l'intégration motrice visuospatiale. Cela soutient la validation des cibles et la confiance prédictive en phase précoce de découverte pour les déficits cognitifs liés à l'AVC.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmaceutique
Début de la découverte et validation de la cible
- Valeur scientifique : Interroge les hypothèses thérapeutiques concernant les mécanismes de réalignement spatial dans les modèles de négligence hémispatiale.
- Valeur opérationnelle : Permet la validation de cibles fonctionnelles grâce à la réduction quantifiable des erreurs comportementales et aux profils d'activation corticale.
- Valeur prédictive : Facilite le tri des projets en fournissant des biomarqueurs mesurables de l'adaptation visuospatiale avant tout investissement clinique.
Développement de criblages et de tests
- Prêt à l'essai : Prépare des indicateurs neurocomportementaux validés (erreur de pointage, angle de déviation) pour le criblage à haut débit de composés ou d'interventions.
- Reproductibilité : Des protocoles de calibration standardisés (positionnement de l'écran et de la main) assurent une cohérence des résultats quantitatifs entre différents opérateurs et sites.
- Extensibilité : Le système basé sur la réalité virtuelle permet un déploiement rapide et une adaptation à divers groupes de participants, sans contrainte liée au matériel prismatique physique.
Recherche translationnelle et préclinique
- Continuité translationnelle : Relie les découvertes mécanistiques de la phase exploratoire à la validité préclinique grâce à l'activation corticale mesurée par IRMf dans les régions préfrontales dorsolatérales et pariétales.
- Progression ajustée au risque : Permet des décisions d'aller ou de ne pas aller de l'avant fondées sur des seuils convergents d'adaptation comportementale et neurophysiologique.
- Système pertinent pour la maladie : Modélise un dysfonctionnement visuospatial pertinent pour la négligence hémispatiale induite par un accident vasculaire cérébral, soutenant une validation préclinique alignée sur les biomarqueurs.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Le VPAT s'inscrit dans la continuité découverte-préclinique en permettant l'évaluation fondée sur des hypothèses des mécanismes de neuro-réparation avant l'optimisation du composé candidat.
- Découverte en biologie : Teste des hypothèses spécifiques à des voies impliquant l'intégration visuomotrice et les réseaux de réorientation attentionnelle.
- Dépistage : Fournit des mesures comportementales quantitatives normalisées (médiane de l'erreur de pointage) adaptées à la comparaison d'interventions.
- Analytique : Génère des cartes d'activation corticale dérivées de l'fNIRS qui éclairent l'engagement des cibles et la réduction des risques mécanistiques.
- Recherche translationnelle : Se modifie avec une validité préclinique grâce à des profils d'activation corticale homologues chez des modèles sains, prédictifs de la réponse des patients.
- Réutilisation institutionnelle : Une plateforme de réalité virtuelle/fNIRS indépendante de la plateforme permet une réutilisation dans divers domaines cognitifs et moteurs au-delà de la négligence.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Réduit l'ambiguïté mécanistique en associant l'adaptation comportementale à l'activation corticale préfrontale-pariétale.
- Valeur opérationnelle : Supprime les contraintes physiques liées aux prismes, permettant une installation plus rapide, un coût réduit et un réglage des paramètres plus aisé.
- Valeur stratégique : Améliore la confiance dans les décisions go/no-go grâce à une validation multimodale (comportementale + neuroimagerie), réduisant ainsi le risque d'échec en phase avancée.
- Impact sur le portefeuille : Facilite la priorisation ajustée au risque des candidats à la neuro-réhabilitation en utilisant des seuils neuro-comportementaux objectifs.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise en calibration des systèmes de réalité virtuelle, en placement de la montage de fNIRS et en conception de tâches neurocomportementales.
- Dépend de l'intégration d'un matériel de spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle, d'un affichage porté pour la réalité virtuelle et d'une caméra de détection de profondeur.
- Implique une standardisation inter-équipes des protocoles de calibration (position de l'écran et de la main) afin d'assurer un déploiement reproductible sur plusieurs sites.
- Les considérations d'adaptation incluent l'ajustement des angles de déviation et des distances cibles en fonction des capacités motrices et des champs visuels variés.
- Limite pratique : la validation actuelle est limitée aux adultes en bonne santé ; la traduction clinique nécessite des données provenant de patients ayant subi un accident vasculaire cérébral.
