Muitas pessoas que tiveram um AVC têm dificuldade em se mover, mesmo após terem feito terapia com os melhores métodos e especialistas. Novas formas de tornar a terapia do AVC mais eficaz podem ajudar as pessoas a recuperar mais eficazmente. Alguns grupos de investigação desenvolveram sistemas de interface cérebro-computador (BCI) que podem medir enquanto um paciente com AVC imagina o movimento das mãos através do registo de ondas cerebrais. Desenvolvemos um BCI que utiliza a actividade cerebral de cada paciente para que possam controlar um estimulador muscular e um avatar num monitor durante a terapia. Os pacientes recebem um feedback estimulador durante a terapia enquanto imaginam correctamente um movimento. Testámos 51 pacientes, alguns dos quais tiveram um AVC há muitos anos. 49 pacientes melhoraram após a terapia, tendo em conta os resultados de testes padronizados. Portanto, a terapia baseada no BCI pode ajudar alguns pacientes com AVC. Pensamos que irão haver mais avanços nos próximos anos que levarão à criação de terapias mais eficazes utilizando os BCI.
Um AVC é um tipo de dano cerebral que se está a tornar muito comum porque as pessoas vivem mais tempo. Um AVC acontece quando um vaso sanguíneo no cérebro é bloqueado ou começa a sangrar. Em qualquer dos casos, algumas partes do cérebro não recebem o fornecimento de sangue de que necessitam, o que pode causar danos cerebrais graves. Após um AVC, é importante que o paciente chegue imediatamente a um hospital. Os médicos podem por vezes ajudar os pacientes a recuperar de alguns dos danos cerebrais dentro de poucos dias após o AVC. No entanto, mesmo com tratamento hospitalar, muitos pacientes têm danos cerebrais graves e duradouros e necessitam de terapia extensiva.
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O cérebro é constituído por duas metades, chamadas hemisférios esquerdo e direito. Normalmente, um AVC afecta apenas um hemisfério, pelo que alguns sobreviventes de AVC têm dificuldade em mover o lado esquerdo ou direito do corpo. Em casos graves, o braço e a perna de um paciente no lado esquerdo ou direito podem ficar completamente paralisados. Em muitos casos mais leves, os pacientes só têm problemas com um braço ou uma perna (não ambos) e podem realizar quase todos os movimentos normalmente. O AVC pode causar outro problema chamado espasticidade. Isto significa que alguns músculos estão demasiado tensos. Os pacientes podem ter dores, dificuldades de movimentos, movimentos involuntários e outros problemas.
A dificuldade de movimento pode levar a muitos desafios. Os sobreviventes do AVC podem não ser capazes de trabalhar ou desfrutar dos seus desportos ou passatempos favoritos. Podem precisar da ajuda de amigos e familiares e podem ter problemas financeiros devido à perda de emprego e aos custos de tratamento e cuidados. Alguns sobreviventes de AVC sentem-se pouco à vontade em público porque pensam que as pessoas os vão fazer pouco das suas deficiências. Estas são apenas algumas das razões pelas quais precisamos das melhores abordagens e tecnologias possíveis para ajudar os doentes com AVC a recuperar a capacidade de se moverem.
Imagine um doente com AVC que já não é capaz de mover uma mão. Para tratar doentes com AVC, os terapeutas pedem frequentemente ao doente para imaginar ou tentar certos tipos de movimentos da mão. Mais de uma dezena de sessões de terapia, isto vai ajudar o cérebro a reaprender como controlar a mão afectada. Uma forma de medição chamada electroencefalograma (EEG) tem sido utilizada há muitos anos para medir a actividade eléctrica do cérebro [4]. Esta técnica utiliza pequenos discos metálicos chamados eléctrodos que são colocados sobre a cabeça. O EEG pode nos dizer quais as áreas do cérebro que estão activas. Por exemplo, colocando eléctrodos sobre as áreas do cérebro responsáveis pelo movimento e sensação, podemos estudar a actividade cerebral que acontece quando uma pessoa se move ou sente uma sensação.
O EEG pode ser combinado com uma interface cérebro-computador (BCI) para criar um novo tipo de terapia de AVC. Um BCI é um sistema que pode fornecer feedback em tempo real sobre a actividade do cérebro à pessoa que recebe a terapia. O sistema BCI pode detectar quando os pacientes imaginam os movimentos correctos da mão e permite aos pacientes saber se esses movimentos são correctos. Por exemplo, se o paciente imaginar um movimento da mão esquerda, então uma mão desenhada no monitor pode imitar esse movimento, enquanto um estimulador muscular ajuda a mão esquerda a mover-se. Desta forma, o paciente só recebe um feedback estimulante do sistema enquanto executa correctamente o movimento imaginado. Ver a mão desenhada a mover-se enquanto também sente as suas próprias mãos a moverem-se pode ajudar a motivar os pacientes e encorajar o seu cérebro a reaprender as funções motoras.
Pedimos a 51 pacientes que participassem no nosso estudo. Estes pacientes tinham em media 61 anos de idade e tiveram os seus AVC numa média de 37 meses antes do estudo. Algumas pessoas acreditam que os pacientes que tiveram AVC há mais de 12 meses não irão provavelmente melhorar, mas colocamos a hipótese de acontecer o contrário.
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Os pacientes participaram em duas pré-avaliações antes da terapia. Nas pré-avaliações, realizámos testes para estudar as capacidades motoras de cada paciente e outros factores. As pré-avaliações foram feitas em dois dias diferentes, separados por um mês, para garantir uma boa compreensão das capacidades dos pacientes antes da terapia. Depois, os pacientes participaram entre 25 a 31 sessões de terapia BCI com um terapeuta licenciado. Cada sessão durou cerca de 1 hora e a maioria dos pacientes fez 2 sessões por semana (Figura 1). Posteriormente, fizemos três pós-avaliações para estudar a forma como cada paciente mudou. A primeira pós-avaliação foi feita imediatamente após a última sessão terapêutica e outras pós-avaliações foram feitas um e seis meses depois.
Explorámos o efeito da terapia BCI, medindo três factores distintos:
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A precisão do BCI é uma forma de medir o envolvimento de cada paciente nas tarefas de imaginação motora. A elevada precisão do BCI indica que o paciente está a prestar atenção às tarefas e a imaginar correctamente os movimentos. Se o paciente não imaginar qualquer movimento, então a exactidão do BCI será de cerca de 50%. Portanto, a baixa precisão pode indicar que o paciente não está a participar ou a imaginar correctamente os movimentos. Um terapeuta poderá então treinar o paciente para o ajudar a melhorar a exactidão do BCI (Figura 2A).
Figura 2 – (A) Precisão de BCI das sessões terapêuticas de 1 a 31 de um paciente. No início, a exactidão do BCI ao classificar o movimento da esquerda contra a direita era de 65%. A exactidão melhorou com sessões terapêuticas adicionais e atingiu 100% na sessão 25. (B) Activação do cérebro antes e depois de 31 sessões de terapia com BCI. A cor branca antes da terapia indica que não há activação cerebral para produzir movimentos das mãos e dos dedos, enquanto que a cor vermelha após a terapia indica maior activação cerebral. C3 é o nome da posição do eléctrodo sobre a área do cérebro responsável pelo movimento da mão direita.
A actividade cerebral é medida ao longo de toda a terapia BCI. Normalmente, nas sessões de terapia iniciais, as áreas de movimento do cérebro não estão a trabalhar em conjunto e de forma eficaz. Ao longo das semanas de terapia, vemos frequentemente que as áreas de movimento no cérebro se tornam muito mais activas (Figura 2B). As cores da Figura 2B indicam a activação do cérebro a diferentes frequências em áreas importantes para o movimento. O eixo x indica o tempo em cada ensaio; as áreas mais à direita indicam tempos posteriores no ensaio. O eixo y reflecte frequências diferentes. As áreas inferiores do gráfico são frequências inferiores (indicadas pela letra grega mu) e as áreas superiores do gráfico são frequências superiores (indicadas pela letra grega beta).
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O efeito mais importante da terapia BCI é ajudar os pacientes a recuperarem o movimento. A figura 3A mostra uma ferramenta que os terapeutas e cientistas utilizam para testar o movimento do pulso e da mão, chamada 9-Hole Peg Test (Teste de Pegas de nove buracos) porque o paciente deve pegar em nove pequenas cavilhas e colocá-las em nove pequenos buracos. Pedimos aos pacientes que realizassem este teste com ambas as mãos várias vezes ao longo de todo o processo terapêutico e acompanhámos o tempo que demoraram a completar o teste. Se a terapia BCI ajudou um paciente a recuperar o movimento, assistimos a uma diminuição do tempo que esse paciente demorou a completar este teste ao longo das sessões de terapia (Figura 3B).
Figura 3 – (A) O Teste da Pega de Nove Buracos pode ser usado para testar o movimento do pulso e da mão. (B) Resultados que mostram a melhoria do movimento da mão de um paciente durante a terapia com BCI. O tempo para completar a tarefa com a mão afectada (direita) diminuiu de 7 minutos e 26 segundos no início da terapia para 1 minuto e 14 segundos após 28 sessões. (C) Resumo de todos os testes de função motora, combinados, para todos os pacientes estudados. Se a barra estiver acima de zero, o movimento foi melhorado após a terapia. 49 pacientes mostraram melhorias, enquanto apenas 2 pacientes mostraram uma diminuição do movimento (um teve outro AVC e o outro não prestou atenção).
Utilizámos muitos testes para além do Teste de Pega de Nove Buracos para medir a dor, espasticidade, concentração, memória e a forma como os pacientes podiam realizar diferentes movimentos com e sem ajuda. Alguns testes eram apenas questionários que perguntavam sobre as actividades diárias, tais como se o paciente podia vestir uma T-shirt sem ajuda. Realizámos 18 testes com cada paciente e uma pontuação mais elevada no teste combinado indicou uma melhoria maior nestes testes (Figura 3C). Os nossos resultados mostraram que a terapia BCI ajudou a maioria dos pacientes a recuperar o movimento e/ou a reduzir a espasticidade nas mãos e nos braços. Verificámos que a terapia funciona melhor para os pacientes que atingem mais de 80% de precisão. A terapia BCI funcionou mesmo muitos anos após o acidente vascular cerebral do paciente. Um paciente participou 31 anos após o acidente vascular cerebral e ainda melhorou! Os nossos resultados disseram-nos que a terapia BCI ajudou o cérebro dos pacientes a aprender a controlar melhor os seus movimentos.
Este artigo foi publicado em Frontiers For Young Minds, 1 de Outubro de 2021.