JoVE Logo

Entrar

É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou comece sua avaliação gratuita.

Neste Artigo

  • Resumo
  • Resumo
  • Introdução
  • Protocolo
  • Resultados
  • Discussão
  • Divulgações
  • Agradecimentos
  • Materiais
  • Referências
  • Reimpressões e Permissões

Resumo

O objetivo era projetar, construir e pilotar uma nova tarefa de realidade virtual para detectar e caracterizar a negligência espacial unilateral, uma síndrome que afeta 23-46% dos sobreviventes agudos do AVC, ampliando o papel da realidade virtual no estudo e manejo da doença neurológica.

Resumo

A negligência espacial unilateral (USN) é uma síndrome caracterizada pela desatenção ou inação em um lado do espaço e afeta entre 23-46% dos sobreviventes de derrame agudo. O diagnóstico e caracterização desses sintomas em pacientes individuais pode ser desafiador e, muitas vezes, requer pessoal clínico qualificado. A realidade virtual (VR) apresenta uma oportunidade de desenvolver novas ferramentas de avaliação para pacientes com USN.

Nosso objetivo era projetar e construir uma ferramenta vr para detectar e caracterizar sintomas sutis de USN, e testar a ferramenta em indivíduos tratados com estimulação magnética transcraniana repetitiva inibitória (TMS) de regiões corticais associadas à USN.

Criamos três condições experimentais aplicando TMS a duas regiões distintas do córtex associadas ao processamento visuosespacial- o giro temporal superior (STG) e o giro supramarginal (SMG) - e aplicamos o TMS falso como controle. Em seguida, colocamos os sujeitos em um ambiente de realidade virtual no qual foram solicitados a identificar as flores com assimemetrias laterais de flores distribuídas em arbustos em ambos os hemiespaços, com ajuste dinâmico de dificuldade com base no desempenho de cada sujeito.

Encontramos diferenças significativas na guinada média da cabeça entre os sujeitos estimulados no STG e aqueles estimulados no SMG e efeitos marginalmente significativos no eixo visual médio.

A tecnologia VR está se tornando mais acessível, acessível e robusta, apresentando uma oportunidade emocionante para criar ferramentas úteis e novas semelhantes a jogos. Em conjunto com a TMS, essas ferramentas poderiam ser utilizadas para estudar déficits neurológicos específicos, isolados e artificiais em indivíduos saudáveis, informando a criação de ferramentas de diagnóstico baseadas em VR para pacientes com déficits devido à lesão cerebral adquirida. Este estudo é o primeiro de nosso conhecimento no qual os sintomas usn gerados artificialmente foram avaliados com uma tarefa vr.

Introdução

A negligência espacial unilateral (USN) é uma síndrome caracterizada pela desatenção ou inação em um lado do espaço que afeta entre 23-46% dos sobreviventes de derrame agudo, mais comumente envolvendo lesão no hemisfério cerebral direito e resultando em uma tendência a ignorar o lado esquerdo do espaço e/ou o corpo do sobrevivente1,2. Embora a maioria dos pacientes com USN experimente uma recuperação significativa no curto prazo, os sintomas sutis da USN muitas vezes persistem3. USN pode aumentar o risco de quedas do paciente e impedir atividades de vida diária2,4 Também tem mostrado impacto negativo tanto do motor quanto do resultado funcional global5,6.

Os déficits na USN podem ser conceituados como existentes em múltiplas dimensões, como se uma pessoa ignora um lado do espaço em relação ao seu próprio corpo (egocêntrico) ou com relação a um estímulo externo (aocêntrico)7,8,9, ou se uma pessoa é incapaz de direcionar sua atenção (atenção) ou ações (intencionais) para um lado do espaço10 . Os pacientes frequentemente apresentam uma constelação complexa de sintomas que podem ser caracterizados ao longo de mais de uma dessas dimensões. Acredita-se que essa variabilidade das síndromes usn resulte de diferentes graus de lesão a estruturas neuroanatomias específicas e redes neuronais, que são complexas11. A negligência aocêntrica tem sido associada a lesões do giro angular (AG) e do giro temporal superior (STG), enquanto o córtex parietal posterior (PPC), incluindo o giro supramarginal (SMG), foi implicado no processamento egocêntrico12,13,14,15. Acredita-se que a negligência atencional envolva lesões no IPL16 direito, enquanto a negligência intencional é considerada secundária aos danos do lobo frontal direito17 ou gânglios basais18.

A avaliação clínica da USN atualmente depende de instrumentos neuropsicológicos de caneta e papel. Essas ferramentas convencionais de avaliação podem ser menos sensíveis do que ferramentas mais tecnologicamente sofisticadas, resultando em diagnóstico errado ou subdiagnósco de alguns pacientes com USN19. Uma melhor caracterização dos déficits residuais poderia facilitar a entrega da terapia a pacientes com USN mais leve e potencialmente melhorar sua recuperação geral, mas tal caracterização exigiria ferramentas de diagnóstico muito sensíveis. A USN apresenta desafios semelhantes no ambiente laboratorial, onde pode ser difícil isolar das deficiências motoras e visuais que comumente acompanham a USN entre os pacientes com AVC.

A realidade virtual (VR) apresenta uma oportunidade única para desenvolver novas ferramentas para o diagnóstico e caracterização da USN. Vr é um ambiente 3D multissensorial apresentado na primeira pessoa com interações em tempo real em que os indivíduos são capazes de realizar tarefas envolvendo objetos ecologicamente válidos20. É uma ferramenta promissora para avaliar a USN; a capacidade de controlar precisamente o que o usuário vê e ouve permite que os desenvolvedores apresentem uma grande variedade de tarefas virtuais ao usuário. Além disso, os sofisticados pacotes de hardware e software atualmente disponíveis permitem a coleta em tempo real de uma riqueza de dados sobre as ações do usuário, incluindo movimentos de olhos, cabeça e membros, excedendo em muito as métricas oferecidas pelos testes diagnósticos tradicionais21. Esses fluxos de dados estão instantaneamente disponíveis, abrindo a possibilidade de ajuste em tempo real de tarefas diagnósticas com base no desempenho do usuário (por exemplo, visando o nível de dificuldade ideal para uma determinada tarefa). Esse recurso pode facilitar a adaptação da tarefa à ampla gama de gravidades vistas na USN, que é considerada uma prioridade no desenvolvimento de novas ferramentas de diagnóstico para USN22. Além disso, tarefas imersivas de VR podem impor um aumento da carga sobre os recursos atencionais dos pacientes23,24, resultando em erros aumentados que podem facilitar a detecção de sintomas de negligência; de fato, algumas tarefas vr têm mostrado ter maior sensibilidade quando comparadas com as medidas convencionais de papel e lápis de USN24,25.

Neste estudo, o objetivo foi criar uma ferramenta de avaliação que não requer expertise em neurologia para operar e que possa detectar e caracterizar de forma confiável até mesmo casos sutis de USN. Construímos uma tarefa baseada em realidade virtual, semelhante a um jogo. Em seguida, induzimos uma síndrome semelhante à USN em indivíduos saudáveis com estimulação magnética transcraniana (TMS), uma técnica de estimulação cerebral não invasiva que utiliza pulsos eletromagnéticos emitidos a partir de uma bobina de estimulação portátil, que passa pelo couro cabeludo e crânio do sujeito e induz correntes elétricas no cérebro do sujeito que estimulam neurônios26,27. Essa técnica tem sido utilizada no estudo da USN por outros 13,17,28,29,30, embora até onde sabemos nunca em conjunto com uma ferramenta de avaliação baseada em VR.

Muitos pesquisadores já estão trabalhando em aplicações diagnósticas e terapêuticas de sistemas VR. Revisões recentes31,32 exploraram uma série de projetos voltados à avaliação da USN com técnicas baseadas em VR, e uma série de outros estudos com esse objetivo foram publicados33,34,35,36,37,38,39,40,41 . A maioria desses estudos não utiliza o complemento completo da tecnologia VR que está atualmente disponível para o mercado consumidor (por exemplo, um display montado na cabeça (HMD) e inserções de rastreamento de olhos), limitando seus conjuntos de dados a um número menor de métricas facilmente quantificáveis. Além disso, todos esses estudos foram realizados em pacientes com lesão cerebral adquirida que levaram à USN, exigindo métodos de triagem para garantir que os pacientes pudessem pelo menos participar das tarefas de avaliação (por exemplo, excluindo pacientes com grandes déficits visuais de campo ou comprometimento cognitivo). É possível que déficits cognitivos, motores ou visuais mais sutis passaram sob o limiar desses métodos de triagem, possivelmente confundindo os resultados desses estudos. Também é possível que tal triagem tenha tendencioso as amostras dos participantes desses estudos em direção a um subtipo específico da USN.

Para evitar os vieses de triagem de estudos anteriores, recrutamos indivíduos saudáveis e simulamos artificialmente sintomas USN com um protocolo TMS padrão que é bem descrito em um manuscrito recente15, com o objetivo de induzir sintomas aocêntricos semelhantes ao USN, mirando os sintomas semelhantes ao STG e egocêntricos usn-like mirando o SMG. Projetamos a tarefa de ajustar ativamente seu teste de dificuldade para o teste e diferenciar entre diferentes subtipos da USN, especificamente sintomas alocêntricos versus egocêntricos. Também usamos avaliações padrão de papel & lápis da USN para demonstrar formalmente que os déficits que induzíamos com o rTMS são semelhantes ao USN. Acreditamos que o método será útil para outros pesquisadores que desejam testar novas ferramentas vr para a avaliação e reabilitação da USN.

Protocolo

Este estudo foi aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional local e atende a todos os critérios estabelecidos pelas Diretrizes de Boas Práticas Clínicas. Todos os participantes forneceram consentimento informado antes do início de qualquer procedimento de estudo. Esperava-se que os participantes do estudo participassem de três sessões separadas (descritas na Tabela 1). Os elementos do experimento são descritos de forma stepwise abaixo. A ordem de sessão foi aleatória.

Sessão ATarefa pré-rTMA VRMotor de repouso Threshhold*rTMR em STG ou SMGTarefa comportamental pós-rTMS VR
5/10 pulsos provocam mep o dedo twitch (*Somente primeira sessão)110% de RMT para 20 min a 1 Hz (1200 pulsos no total)
15 min.60 min.20 min.15 min.
Sessão BTarefa pré-rTMA VRMotor de repouso Threshhold*rTMR na VertexTarefa comportamental pós-rTMS VR
5/10 pulsos provocam mep o dedo twitch (*Somente primeira sessão)110% de RMT para 20 min a 1 Hz (1200 pulsos no total)
15 min.60 min.20 min.15 min.
Sessão CTrabalho pré-rTMS e trabalho comportamental de lápisMotor de repouso Threshhold*rTMR em STG ou SMGTarefa comportamental pós-rTMS
Teste de Bell; Cancelamento do círculo de Ota; adiamento do cancelamento; tarefa de bissão de linha5/10 pulsos provocam mep o dedo twitch (*Somente primeira sessão)110% de RMT para 20 min a 1 Hz (1200 pulsos no total)Teste de Bell; Cancelamento do círculo de Ota; adiamento do cancelamento; tarefa de bissão de linha
10 min.60 min.20 min.10 min.

Mesa 1. Estrutura para cada sessão de estudo. A ordem de sessão foi aleatória. Tempo estimado para cada item em itálico. MEP=motor evoco potencial; rTMS=Estimulação Magnética Transcraniana Repetitiva; Testes de diagnóstico de P&P=Paper e Pencil Stroke; LIMIAR DO MOTOR DE REPOUSO RMT=Resting

1. Tarefas comportamentais de papel e lápis

  1. Que o assunto complete a tarefa de biseção de linha (LBT).
    1. Que o assunto se sente em uma mesa em frente ao testador. Forneça ao sujeito um utensílio de escrita. Forneça ao sujeito a folha de estímulo (Figura 1), garantindo que ela seja colocada diretamente na frente do sujeito.
      NOTA: Embora não tenha sido realizado neste experimento, seria ideal apresentar cada linha a ser bisseccionada individualmente em folhas de papel separadas para evitar viés de sujeito com contexto adicional (Ver Ricci e Chatterjee, 200142).
    2. Instrua o sujeito a bisect (divida em metades) cada linha impressa na folha de estímulo e fique o mais próximo possível do meio.
    3. Diga ao sujeito para manter sua cabeça e ombros centrados da melhor maneira possível, para completar a tarefa o mais rápido e com precisão possível, e para notificar o testador quando eles estiverem terminados. Monitore o assunto para garantir que eles não estejam inclinando ou inclinando a cabeça excessivamente.
    4. Recolhe a folha do assunto quando os sujeitos dizem que estão acabados.
  2. Que o assunto complete o Teste do Sino.
    1. Forneça ao sujeito a folha de estímulos de teste do Sino (Figura 2).
    2. Instrua o sujeito a circular ou riscando todos os sinos na folha de estímulo, para fazê-lo o mais rápido e com precisão possível, para manter sua cabeça e ombros o mais centrado possível, e notificar o testador quando eles terminarem.
    3. Monitore o assunto para garantir que eles não estejam inclinando ou inclinando a cabeça excessivamente. Quando o sujeito diz que está acabado, pergunte ao sujeito se tem certeza, e permita que eles verifiquem novamente seu trabalho.
    4. Recolhe a folha do assunto quando os sujeitos dizem que são feitos uma segunda vez.
  3. Que o assunto complete a tarefa de cancelamento de estrelas.
    1. Apresentar o sujeito com a folha de estímulo (Figura 3), garantindo que ele esteja diretamente na frente deles.
    2. Instrua o sujeito a circular ou risar todas as estrelas na folha de estímulo, fazê-lo o mais rápido e com precisão possível, manter sua cabeça e ombros o mais centrados possível, e notificar o testador quando eles terminarem.
    3. Monitore o assunto para garantir que eles não estejam inclinando ou inclinando a cabeça excessivamente.
    4. Recolhe a folha do assunto quando os sujeitos dizem que estão acabados.
  4. Que o assunto complete a tarefa de cancelamento do círculo de Ota.
    1. Forneça ao sujeito a folha de estímulo de cancelamento do círculo de Ota (Figura 4), garantindo que ela seja colocada diretamente na frente do assunto.
    2. Instrua o sujeito a riscar ou circular todos os círculos abertos/incompletos, fazê-lo o mais rápido e com precisão possível, manter seus ombros o mais centrados possível e notificar o testador quando terminarem.
    3. Monitore o assunto para garantir que eles não estejam inclinando ou inclinando a cabeça excessivamente.
    4. Recolhe a folha do assunto quando os sujeitos dizem que estão acabados.
    5. Repita esta tarefa (etapas 1.4.1 a 1.4.4) com outra cópia da folha de estímulo, mas desta vez a folha de estímulo deve ser girada a 180 graus da orientação que foi originalmente apresentada.

2. Procedimentos TMS

  1. Crie um modelo de neuronavigação antes da primeira sessão.
    1. Obtenha a ressonância magnética 3T T1 do sujeito em um tipo de arquivo NIFTI ou dicom.
    2. Faça o upload dessa ressonância magnética no software neuronavigacional para criar uma representação 3D do cérebro do sujeito.
      1. Selecione Novo Projeto Vazio dentro do software. Arraste a ressonância magnética do sujeito para o campo rotulado de "Arquivo:".
      2. Vá para a guia Reconstruções .
      3. Selecione Nova Pele e na próxima tela, arraste as linhas de limite verde para abranger toda a imagem do cérebro. Selecione a pele da computação. Ajuste o limiar de pele/ar de acordo para obter uma reconstrução ideal.
      4. Volte para a guia Reconstruções e selecione New Full Brain Curvilinear e arraste as linhas de fronteira verde para abranger toda a imagem do cérebro. Ajuste o espaçamento da fatia para 1 mm e ajuste a profundidade final para 18 mm. Selecione Compute Curvilinear.
      5. Vá para a guia Marcos e selecione Configurar marcos. Selecione Novo para criar um marco na reconstrução. Coloque pontos turísticos na ponta do nariz, ponte do nariz, trago esquerdo e tragus direito.
      6. Vá para a guia Destinos e selecione Configurar alvos. Selecione a exibição Curvilinear Brain & Targets . Usando o inspetor, descasque até uma profundidade de 5-7 mm.
      7. Siga as diretrizes de Shah-Basak et al. (2018)14, Neggers et al. (2006)11 e Oliveri e Vallar (2009)39 para localizar o giro temporal superior ou o giro supramarginal, e colocar um marcador nesses locais.
      8. Coloque um marcador onde os dois sulci centrais se encontram ao longo da fissura longitudinal mediana para estimulação falsa no vértice.
  2. Durante a primeira sessão, encontre o limiar do motor de repouso do sujeito (pode ser concluído antes ou depois da tarefa comportamental).
    1. Tenha o sujeito sentado em frente a uma câmera de rastreamento óptico e coloque um rastreador sobre o assunto usando uma faixa na cabeça ou óculos.
    2. Anexar três eletrodos descartáveis na mão direita e pulso do sujeito.
      1. Conecte um eletrodo de disco ao primeiro interosseos dorsal do sujeito. Conecte um segundo eletrodo de disco ao segundo dedo do sujeito no dedo do ponteiro direito. Coloque um eletrodo moído no pulso direito do sujeito.
    3. Conecte esses eletrodos em um adaptador de eletrodos, que insira em um software de rastreamento MEP.
    4. Abra o projeto do assunto dentro do software neuronavigcional selecionando a Nova Sessão Online.
    5. Selecione os alvos a serem estimulados nesta sessão (Vertex, SMG, STG).
    6. Vá para a aba Polaris e certifique-se de que o rastreador de assunto esteja à vista da câmera.
    7. Vá para a guia de registro .
    8. Usando um ponteiro registrado no software neuronavigacional, toque no rosto dos sujeitos nos mesmos locais em que os marcos foram colocados na etapa 2.1.2.5.
      1. Clique em Experimentar e vá para o Próximo Marco quando o ponteiro estiver posicionado corretamente na cabeça do sujeito para cada ponto de referência.
    9. Vá para a guia Validação .
    10. Usando o ponteiro, toque no assunto em vários pontos da cabeça e garanta que a mira na tela se alinhe com o ponto sendo apontado sobre o assunto.
      1. Se eles não se alinharem, refaça o passo 2.2.8 e certifique-se de que o ponteiro esteja o mais precisamente colocado nos pontos de referência possível.
    11. Vá para Executar a guia E certifique-se de que a visão curvailina do cérebro completo seja selecionada para que o experimentador possa localizar com precisão as regiões cerebrais para o alvo.
    12. Defina o driver para ser a bobina TMS que será usada.
    13. Conecte a bobina TMS portátil na máquina TMS.
    14. Ligue a máquina TMS e coloque o pulso único. Definir a intensidade de estimulação adequadamente; neste experimento, 65% da produção da máquina foi usada como ponto de partida.
    15. Coloque a bobina TMS portátil no lado esquerdo da cabeça do sujeito e estimule dentro do córtex motor usando pulsos únicos de TMS para identificar o local que estimula o FDI. Pode ser útil ter um assistente para observar o dedo do sujeito para identificar quando o músculo FDI se contrai devido à estimulação.
    16. Alterar a intensidade de estimulação até que a estimulação provoque mep de pelo menos 50 mV exatamente 5/10 vezes, e este será o limiar do motor de repouso (rMT).
  3. Estimulação entre tarefas
    1. Repita as etapas 2.2.1 até 2.2.13, substituindo uma bobina TMS resfriada a ar pela bobina portátil.
    2. Defina parâmetros de estimulação para TMS repetitivo a uma taxa de 1 Hz por 20 minutos (1200 pulsos no total) com uma intensidade de 110% de rMT de acordo com os parâmetros definidos por Shah-Basak et al. (2018)15.
    3. Coloque uma bobina TMS refrigerada a ar com um sistema de resfriamento embutido na cabeça do sujeito visando o SMG ou STG para sessões ativas ou o Vértice para sessões falsas (Figura 5).
    4. Prossiga com estimulação.

3. Tarefa comportamental vr

  1. Instale software de suporte.
    1. Baixe e instale o software principal pupilo no site do Pupil Labs.
    2. Baixe e instale o Unity 3D 2018.3 no site da Unity.
    3. Baixe e instale a ferramenta OpenVR através da Unity Asset Store ou através do Steam.
  2. Configure o hardware VR (por exemplo, HTC Vive Pro).
    1. Coloque estações base em lados opostos da sala, garantindo uma linha de visão clara, e conecte-as.
    2. Pressione o botão Canal/Modo na parte de trás de cada sensor para percorrer os canais até que um deles esteja definido como " b" e um esteja definido como " c." Ambos os LEDs de status devem ser brancos.
    3. Instale a inserção do Pupil Labs Binocular no HTC Vive Pro. Conecte a Caixa de Link ao computador (Power, USB-A e HDMI ou Mini DisplayPort).
    4. Conecte o fone de ouvido à Caixa de Link. Ajuste as correias superior e lateral do fone de ouvido. Ajuste a distância da lente.
  3. Lançar steamvr.
    1. Inicie o SteamVR clicando no ícone VR no canto superior direito do Steam.
      1. Ligue os controladores com o botão de alimentação.
      2. No SteamVR, clique em Configurações | Parear novo dispositivo para emparelhar cada controlador seguindo instruções na tela.
      3. Clique na configuração da sala no menu SteamVR e siga as instruções na tela.
  4. Lançar o Software Pupil Core.
  5. Coloque o fone de ouvido na cabeça do sujeito sentado e dê-lhes ambos os controladores. Certifique-se de que as correias estão apertadas, mas confortáveis. Certifique-se de que ambos os olhos são visíveis, confirmando visualmente que estão centrados nos feeds de câmera do Pupil Core Software.
  6. Abra a tarefa VR no Unity Editor e aperte o botão Reproduzir .
  7. Executar o experimento.
    1. Peça ao assunto para olhar para frente e clique no botão Tare Camera na tela.
    2. Clique no botão Iniciar Tutorial e aguarde o assunto para completar o tutorial. O tutorial consiste em instruções de áudio sobre o funcionamento do controlador do sistema VR, descrições e exemplos de flores simétricas (isca) e assimétricas (alvo), e uma sessão prática de 1 minuto com um pequeno número de iscas e flores-de-alvo. O tutorial dura de 75 a 100 segundos e os dados de desempenho tutorial não são coletados.
    3. Quando o assunto estiver concluído, clique no botão Calibrar o rastreamento dos olhos .
      1. Se a calibração for bem sucedida, o sujeito iniciará automaticamente a tarefa. Caso contrário, repita o passo 3.7.3.
    4. Comece o primeiro teste clicando no botão Próximo Teste .
      NOTA: Durante a tarefa VR, os sujeitos são colocados em uma floresta virtual (Figura 6). Três cercas de caixa curvas formaram um semi-círculo ao alcance da distância na frente do sujeito. Cada ensaio consistiu em um número variado de flores, cada uma com 16 pétalas, distribuídas entre as cercas em uma linha direta de visão (Figura 7). Os sujeitos foram instruídos a "escolher" (segurar seu controlador sobre uma flor para que a flor se destacasse, em seguida, deprimir o botão de gatilho com seu dedo indicador) todas as flores assimétricas "alvo" e deixar em paz todas as flores "isca" simétricas. Cada teste terminaria quando o sujeito escolhesse com sucesso todas as flores-alvo assimétricas, mas também terminaria se o sujeito ficasse sem tempo (limite de tempo de 2 minutos) ou se o sujeito escolhesse inadvertidamente toda a flor de isca simétrica. Em todos esses casos, as flores restantes nos arbustos seriam limpas, e o experimentador seria solicitado a começar o próximo julgamento.
    5. Aguarde até que o sujeito não esteja mais concluindo ativamente um julgamento e, em seguida, repita o passo 3.7.4, a menos que pelo menos 12 ensaios tenham sido concluídos.
    6. Clique no botão Reproduzir novamente para encerrar a tarefa.

Resultados

Os dados foram coletados de indivíduos saudáveis utilizando o protocolo descrito acima para demonstrar como as diferentes variáveis que podem ser extraídas da tarefa de realidade virtual podem ser analisadas para detectar diferenças sutis entre os grupos.

Neste estudo, 7 indivíduos (2 homens) com idade média de 25,6 anos e média de 16,8 anos de estudo passaram por três sessões separadas de TMS. Esses sujeitos foram div...

Discussão

Nós induzímos e medimos com sucesso os sintomas usn com TMS e VR, respectivamente. Embora não tenhamos resultados significativos quando comparados aos ensaios falsos, fomos capazes de comparar múltiplas métricas de negligência egocêntrica (ângulo médio da cabeça, tempo gasto olhando para flores em ambos os hemiespaciais) e negligência aocêntrica (desempenho na seleção de flores com pétalas assimétricas à esquerda versus do lado direito) entre os diferentes grupos experimentais, e encontramos diferenças ...

Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado pelo University Research Fund (URF) da Universidade da Pensilvânia, e pelas Bolsas de Estudos Estudantis da American Heart Association em Cerebrovascular Disease & Stroke. Agradecimentos especiais aos pesquisadores, médicos e funcionários do Laboratório de Cognição e Estimulação Neural pelo apoio contínuo.

Materiais

NameCompanyCatalog NumberComments
AirFilm Coil (AFC) Rapid VersionMagstimN/AAir-cooled TMS coil
Alienware 17 R4 LaptopDellN/ANVIDIA GeForce GTX 1060 (full specs at https://topics-cdn.dell.com/pdf/alienware-17-laptop_users-guide_en-us.pdf)
BrainSight 2.0 TMS Neuronavigation SoftwareRogue Research IncN/ATMS neural targeting software
CED 1902 Isolated pre-amplifierCambridge Electronic Design LimtedN/AEMG pre-amplifier
CED Micro 401 mkIICambridge Electronic Design LimtedN/AMulti-channel waveform data acquisition unit
CED Signal 5Cambridge Electronic Design LimtedN/ASweep-based data acquisition and analysis software. Used to measure TMS evoked motor responses.
HTC Vive Binocular Add-onPupil LabsN/AHTC Vive, Vive Pro, or Vive Cosmos eye tracking add-on with 2 x 200Hz eye cameras.
Magstim D70 Remote CoilMagstimN/AHand-held TMS coil
Magstim Super Rapid 2 plus 1MagstimN/ATranscranial Magnetic Stimulation Unit
Unity 2018UnityN/Across-platform VR game engine
Vive ProHTC ViveN/AVR hardware system with external motion sensors; 1440x1600 pixels per eye, 90 Hz refresh rate, 110° FoV

Referências

  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. The Role of Unilateral Spatial Neglect in Rehabilitation of Right Brain-Damaged Ischemic Stroke Patients: A Matched Comparison. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 82 (6), 743-749 (2001).
  3. Ringman, J. M., Saver, J. L., Woolson, R. F., Clarke, W. R., Adams, H. P. Frequency, Risk Factors, Anatomy, and Course of Unilateral Neglect in an Acute Stroke Cohort. Neurology. 63 (3), 468-474 (2004).
  4. Jutai, J. W., et al. Treatment of visual perceptual disorders post stroke. Topics in Stroke Rehabilitation. 10 (2), 77-106 (2003).
  5. Buxbaum, L. J., et al. Hemispatial Neglect: Subtypes, Neuroanatomy, and Disability. Neurology. 62 (5), 749-756 (2004).
  6. Numminen, S., et al. Factors Influencing Quality of Life Six Months after a First-Ever Ischemic Stroke: Focus on Thrombolyzed Patients. Folia Phoniatrica et Logopaedica: Official Organ of the International Association of Logopedics and Phoniatrics (IALP). 68 (2), 86-91 (2016).
  7. Ladavas, E. Is the Hemispatial Deficit Produced by Right Parietal Lobe Damage Associated with Retinal or Gravitational Coordinates. Brain: A Journal of Neurology. 110 (1), 167-180 (1987).
  8. Ota, H., Fujii, T., Suzuki, K., Fukatsu, R., Yamadori, A. Dissociation of Body-Centered and Stimulus-Centered Representations in Unilateral Neglect. Neurology. 57 (11), 2064-2069 (2001).
  9. Neggers, S. F., Vander Lubbe, R. H., Ramsey, N. F., Postma, A. Interactions between ego- and allocentric neuronal representations of space. Neuroimage. 31 (1), 320-331 (2006).
  10. Adair, J. C., Barrett, A. M. Spatial Neglect: Clinical and Neuroscience Review: A Wealth of Information on the Poverty of Spatial Attention. Annals of the New York Academy of Sciences. 1142, 21-43 (2008).
  11. Corbetta, M., Shulman, G. L. Spatial neglect and attention networks. Annual Review of Neuroscience. 34, 569-599 (2011).
  12. Marshall, J. C., Fink, G. R., Halligan, P. W., Vallar, G. Spatial awareness: a function of the posterior parietal lobe. Cortex. 38 (2), 253-260 (2002).
  13. Ellison, A., Schindler, I., Pattison, L. L., Milner, A. D. An exploration of the role of the superior temporal gyrus in visual search and spatial perception using TMS. Brain. (10), 2307-2315 (2004).
  14. Vallar, G., Calzolari, E., Vallar, G., Coslett, H. B. Unilateral spatial neglect after posterior parietal damage. Handb Clin Neurol; Theparietal lobe. , 287-312 (2018).
  15. Shah-Basak, P. P., Chen, P., Caulfield, K., Medina, J., Hamilton, R. H. The Role of the Right Superior Temporal Gyrus in Stimulus-Centered Spatial Processing. Neuropsychologia. 113, 6-13 (2018).
  16. Verdon, V., Schwartz, S., Lovblad, K. O., Hauert, C. A., Vuilleumier, P. Neuroanatomy of hemispatial neglect and its functional components: a study using voxel-based lesion-symptom mapping. Brain. 133 (3), 880-894 (2010).
  17. Ghacibeh, G. A., Shenker, J. I., Winter, K. H., Triggs, W. J., Heilman, K. M. Dissociation of Neglect Subtypes with Transcranial Magnetic Stimulation. Neurology. 69 (11), 1122-1127 (2007).
  18. Chaudhari, A., Pigott, K., Barrett, A. M. Midline Body Actions and Leftward Spatial 'Aiming' in Patients with Spatial Neglect. Frontiers in Human Neuroscience. 9, 393 (2015).
  19. Rizzo, A. A., et al. Design and Development of Virtual Reality Based Perceptual-Motor Rehabilitation Scenarios. The 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , (2004).
  20. Steinicke, F. . Being Really Virtual Immersive Natives and the Future of Virtual Reality. , (2018).
  21. Tsirlin, I., Dupierrix, E., Chokron, S., Coquillart, S., Ohlmann, T. Uses of Virtual Reality for Diagnosis, Rehabilitation and Study of Unilateral Spatial Neglect: Review and Analysis. CyberPsychology & Behavior. 12 (2), 175-181 (2009).
  22. Barrett, A. M., et al. Cognitive Rehabilitation Interventions for Neglect and Related Disorders: Moving from Bench to Bedside in Stroke Patients. Journal of Cognitive Neuroscience. 18 (7), 1223-1236 (2006).
  23. Ricci, R., et al. Effects of attentional and cognitive variables on unilateral spatial neglect. Neuropsychologia. 92, 158-166 (2016).
  24. Bonato, M. Neglect and Extinction Depend Greatly on Task Demands: A Review. Frontiers in Human Neuroscience. 6, 195 (2012).
  25. Grattan, E. S., Woodbury, M. L. Do Neglect Assessments Detect Neglect Differently. American Journal of Occupational Therapy. 71, 3 (2017).
  26. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  27. Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. Transcranial Magnetic Stimulation in Cognitive Neuroscience - Lesion, Chronometry, and Functional Connectivity. Current Opinion in Neurobiology. 10 (2), 232-237 (2000).
  28. Oliveri, M., et al. Interhemispheric Asymmetries in the Perception of Unimanual and Bimanual Cutaneous Stimuli. Brain. 122 (9), 1721-1729 (1999).
  29. Salatino, A., et al. Transcranial Magnetic Stimulation of Posterior Parietal Cortex Modulates Line-Length Estimation but Not Illusory Depth Perception. Frontiers in Psychology. 10, (2019).
  30. Oliveri, M., Vallar, G. Parietal versus temporal lobe components in spatial cognition: Setting the mid-point of a horizontal line. Journal of Neuropsychology. 3, 201-211 (2009).
  31. Ogourtsova, T., Souza Silva, W., Archambault, P. S., Lamontagne, A. Virtual Reality Treatment and Assessments for Post-Stroke Unilateral Spatial Neglect: A Systematic Literature Review. Neuropsychological Rehabilitation. 27 (3), 409-454 (2017).
  32. Pedroli, E., Serino, S., Cipresso, P., Pallavicini, F., Riva, G. Assessment and rehabilitation of neglect using virtual reality: a systematic review. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 9, 226 (2015).
  33. Peskine, A., et al. Virtual reality assessment for visuospatial neglect: importance of a dynamic task. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 82 (12), 1407-1409 (2011).
  34. Mesa-Gresa, P., et al. Clinical Validation of a Virtual Environment Test for Safe Street Crossing in the Assessment of Acquired Brain Injury Patients with and without Neglect. Human-Computer Interaction - INTERACT 2011 Lecture Notes in Computer Science. , 44-51 (2011).
  35. Aravind, G., Lamontagne, A. Perceptual and Locomotor Factors Affect Obstacle Avoidance in Persons with Visuospatial Neglect. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (1), 8 (2014).
  36. Pallavicini, F., et al. Assessing Unilateral Spatial Neglect Using Advanced Technologies: The Potentiality of Mobile Virtual Reality. Technology and Health Care. 23 (6), 795-807 (2015).
  37. Glize, B., et al. Improvement of Navigation and Representation in Virtual Reality after Prism Adaptation in Neglect Patients. Frontiers in Psychology. 8, (2017).
  38. Yasuda, K., Muroi, D., Ohira, M., Iwata, H. Validation of an Immersive Virtual Reality System for Training near and Far Space Neglect in Individuals with Stroke: a Pilot Study. Topics in Stroke Rehabilitation. 24 (7), 533-538 (2017).
  39. Spreij, L. A., Ten Brink, A. F., Visser-Meily, J. M. A., Nijboer, T. C. W. Simulated Driving: The Added Value of Dynamic Testing in the Assessment of Visuo-Spatial Neglect after Stroke. Journal of Neuropsychology. 31, (2018).
  40. Ogourtsova, T., Archambault, P. S., Lamontagne, A. Post-Stroke Unilateral Spatial Neglect: Virtual Reality-Based Navigation and Detection Tasks Reveal Lateralized and Non-Lateralized Deficits in Tasks of Varying Perceptual and Cognitive Demands. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 15, 1 (2018).
  41. Ogourtsova, T., Archambault, P., Sangani, S., Lamontagne, A. Ecological Virtual Reality Evaluation of Neglect Symptoms (EVENS), Effects of Virtual Scene Complexity in the Assessment of Poststroke Unilateral Spatial Neglect. Neurorehabilitation and Neural Repair. 32 (1), 46-61 (2018).
  42. Ricci, R., Chatterjee, A. Context and crossover in unilateral neglect. Neuropsychologia. 39 (11), 1138-1143 (2001).
  43. Karnath, H. O., Ferber, S., Himmelbach, M. Spatial awareness is a function of the temporal not the posterior parietal lobe. Nature. 411, 950-953 (2001).
  44. Spicer, R., Anglin, J., Krum, D. M., Liew, S. REINVENT: A low-cost, virtual reality brain-computer interface for severe stroke upper limb motor recovery. 2017 IEEE Virtual Reality (VR). , 385-386 (2017).
  45. Vourvopoulos, A., et al. Effects of a Brain-Computer Interface With Virtual Reality (VR) Neurofeedback: A Pilot Study in Chronic Stroke Patients. Frontiers in Human Neuroscience. 13, 210 (2019).
  46. Gammeri, R., Iacono, C., Ricci, R., Salatino, A. Unilateral Spatial Neglect After Stroke: Current Insights. Neuropsychiatric Disease and Treatment. 16, 131-152 (2020).

Reimpressões e Permissões

Solicitar permissão para reutilizar o texto ou figuras deste artigo JoVE

Solicitar Permissão

Explore Mais Artigos

MedicinaEdi o 169realidade virtualneglig nciadiagn sticotecnologiaderrameneurologia

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacidade

Termos de uso

Políticas

Pesquisa

Educação

SOBRE A JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Todos os direitos reservados