Un esperimento che utilizza la spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso e i movimenti di puntamento multiarticolare dell'arto inferiore assistiti da robot

In questo studio, ci proponiamo di indagare la fattibilità di un protocollo sperimentale che prevede movimenti dell'arto inferiore collegato a un dispositivo robotico e l'acquisizione simultanea di dati funzionali di spettroscopia nel vicino infrarosso, fNIRS. Pochi studi hanno impiegato la fNIRS per studiare l'attivazione cerebrale nell'ictus, nel recupero motorio e nei movimenti degli arti inferiori, concentrandosi principalmente sulle singole azioni articolari, camminando o andando in bicicletta. Il nostro studio è pioniere nell'esplorazione dell'allenamento multiarticolare degli arti inferiori per la riabilitazione mirata.

La spettroscopia funzionale nel vicino infrarosso, fNIRS, misura efficacemente i cambiamenti temporali nell'ossigenazione del sangue cerebrale, fungendo da indicatore indiretto dell'attività cerebrale, ai segnali di risonanza magnetica funzionale. A differenza della fMRI, la fNIRS è compatibile con l'hardware robotico, portatile e più robusta agli artefatti da movimento. Ci sono due sfide principali.

Il primo è quello di sincronizzare i movimenti del dispositivo robotico con i dati fNIRS. Il secondo è quello di ottenere dati sufficienti per raggiungere la potenza statistica, per rilevare i cambiamenti emodinamici in soli sei minuti. Il nostro studio ha confermato la fattibilità del protocollo e ha dato i risultati attesi.

Nella condizione assistita, solo due soggetti hanno mostrato un'attivazione cerebrale significativa. L'esercizio non assistito, che richiede uno sforzo maggiore, ha mostrato una maggiore variazione della concentrazione di HbO rispetto a quelli assistiti, con una notevole differenza nel PMC controlaterale.