Un sistema ta-VNS a circuito chiuso sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI per la riabilitazione post-ictus dell'arto superiore

Summary

Questo studio dimostra un protocollo standardizzato per un sistema ta-VNS a circuito chiuso sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI. Inoltre, confronta l'efficacia del sistema ta-VNS a ciclo chiuso sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI con quella dello sham ta-VNS, fornendo prove significative della sua applicazione clinica nella riabilitazione dopo ictus.

Abstract

La stimolazione del nervo vago auricolare transcutaneo (ta-VNS) consiste nell'applicazione di stimolazione elettrica tramite elettrodi alla concha auricolare. Questo attiva le fibre afferenti vagali, avviando un percorso ascendente dalla periferia al tronco encefalico, che stimola infine le proiezioni vagali centrali e promuove la plasticità neurale. Studi precedenti hanno dimostrato che combinare la ta-VNS con l'allenamento motorio offre benefici sinergici per il recupero motorio dopo un ictus. Tuttavia, questi approcci combinati tipicamente impiegano stimolazione ad anello aperto con parametri fissi, priva di una risposta in tempo reale ad anello chiuso all'attività neurale dinamica. Per affrontare questa limitazione, abbiamo sviluppato un nuovo sistema ta-VNS ad anello chiuso sincronizzato con l'allenamento motorio dell'interfaccia cervello-computer (BCI) attivata dall'elettroencefalografia (EEG). Questo sistema è stato progettato per migliorare l'accoppiamento corticospinale e promuovere la plasticità sinaptica. Abbiamo stabilito un protocollo standardizzato per l'applicazione di questo sistema ta-VNS a circuito chiuso, sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI nei pazienti con ictus. Utilizzando una valutazione funzionale basata su EEG, abbiamo confrontato gli effetti del sistema ta-VNS a ciclo chiuso sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI con quelli dello sham ta-VNS sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI. Questo lavoro fornisce le basi metodologiche e teoriche per l'applicazione clinica di questo approccio nella riabilitazione dopo l'ictus.

Introduction

La stimolazione del nervo vago auricolare transcutanea (ta-VNS) è una tecnica di neuromodulazione non invasiva utilizzata per alleviare i deficit motori^{post-ictus 1}. Questo metodo consiste nello stimolare la conca auricolare con elettrodi per attivare il ramo auricolare del nervo vago. Tale stimolazione innesca la via nucleus tractus solitarius (NTS)-locus coeruleus^{(LC) 2}, che sale verso le proiezioni vagali centrali nella corteccia motoria, nel lobo frontale, nel talamo e nel cervelletto. Questo processo migliora la plasticità neurale e la riorganizzazione della^{rete 3<....}

Protocol

Lo studio è stato approvato dall'Associazione di Etica Medica del Settimo Ospedale Affiliato dell'Università Sun Yat-sen (Shenzhen, Cina) (numero di approvazione: KY-2025-318-01) il 30 aprile 2025. Lo studio è stato registrato nel Registro Cinese degli Studi Clinici (numero di registrazione: ChiCTR2500104317) il 16 giugno 2025. Il soggetto ha firmato il modulo di consenso informato.

1. Reclutamento

1. Criteri di inclusione
   1. Reclutare soggetti con diagnosi di ictus che soddisfino i criteri (inclusi emorragia cerebrale e infarto) stabiliti dalla Quarta Conferenza Accademica ....

Results

Un paziente maschio di 37 anni con ictus ha subito successivamente due interventi: un sistema ta-VNS a circuito chiuso sincronizzato con l'addestramento motorio basato su BCI, e un sistema ta-VNS simulato sincronizzato con l'allenamento motorio basato su BCI. Le caratteristiche di base sono presentate nella Tabella 1. I parametri di intervento del sistema sono presentati nella Tabella 2.

Per il paziente con ictus, il numero di.......

Discussion

Ricerche precedenti confermano che sincronizzare ta-VNS con l'allenamento motorio tradizionale ottimizza l'efficacia terapeutica per il recupero motorio post-ictus, probabilmente attraverso una neuromodulazione precisa che favorisce la riorganizzazione neurale ^8,14. Sulla base di queste evidenze, abbiamo stabilito un protocollo sperimentale standardizzato e utilizzato biomarcatori EEG per monitorare i modelli di attivazione corti.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Assorbenti per l'alcol	Steady Medical Group Co., Ltd.		Disinfezione cutanea
Bottiglia di elettroliti	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		Capacità: 150 mL, utilizzata per immagazzinare una soluzione elettrolitica
Valutazione di Fugl-Meyer della funzione motoria degli arti superiori	La valutazione standardizzata sviluppata dallo studioso svedese Fugl-Meyer	FMA-UE	Viene utilizzato principalmente per la valutazione clinica delle attività riflesse, del controllo motorio e della forza muscolare degli arti superiori dei pazienti con ictus.
Sistema di formazione e valutazione per la riabilitazione della funzione della mano	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.	ZhenTec-H1	Il sistema di allenamento controllava i guanti di riabilitazione in modo pneumatico e aiutava i pazienti a realizzare gradualmente l'addestramento riabilitativo attraverso l'allenamento multimodale Riabilitazione per i muscoli della mano. La formazione è molto interessante, altamente immersiva e ha una funzione di valutazione, che può valutare lo stato di recupero dei pazienti .
Monitor della frequenza cardiaca	Shenzhen Huiying Electronic Technology Co., Ltd.	HY-HRV-001	Monitorare la frequenza cardiaca
Cotone Lingke	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		Usata per assorbire acqua salata e trasmettere segnali
Mini-Esame dello Stato Mentale	La valutazione standardizzata sviluppata dal maresciallo F. Folstein et al.	MMSE	Screening rapido del deficit cognitivo adulto
Acqua pura	China Resources Tianbo Beverage (China) Co., Ltd.	Acqua purificata Yibao	150 mL sono utilizzati per preparare la soluzione elettrolitica
Sistema di acquisizione e analisi EEG multicanale senza fili con elettrodi salini	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.	ZhenTec-NT1-G	L'attrezzatura di acquisizione EEG era un sistema di acquisizione e analisi EEG wireless multicanale a 32 elettrodi salati con elettrodi salori. Secondo il sistema internazionale 10-10, c'erano 30 elettrodi di acquisizione e 2 elettrodi oftalmici. L'impedenza di ingresso del dispositivo era di 1 G&Omega, il rumore di ingresso era inferiore a 0,4 μ V, e il rapporto di rifiuto in modalità comune era -120 dB. L'impedenza di usura dell'elettrodo era inferiore a 5 k&Omega, e la frequenza di campionamento EEG era di 500Hz.
Cloruro di sodio	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		4,5 g, usati per preparare la soluzione elettrolitica
Stimolatore del nervo vago auricolare transcutaneo	Shenzhen Huiying Electronic Technology Co., Ltd.	HY-TVNS-001	Il prodotto è composto principalmente da ospite non invasivo stimolatore del nervo vago, elettrodo superficiale non invasivo dello stimolatore del nervo vago e cavo di ricarica. Gli elettrodi dello stimolatore possono essere controllati tramite software e i parametri di stimolazione includono frequenza, larghezza dell'impulso, tempo, modalità, ecc.
Bottiglia bagnante	Xi'an Zhentai Intelligent Technology Co., Ltd.		Capacità: 250 mL, utilizzato per l'ammollo del cotone di pelucchi