Estudio de Usabilidad de un Programa de Intervención Neuropsicológica Basado en Realidad Virtual en Adultos con Enfermedad de Parkinson - Muñoz Corredor, Daniela (Ingeniería Biomédica, 2022)
La enfermedad de Parkinson (EP) es una enfermedad neurodegenerativa que se caracteriza por la presencia de cuerpos de Lewy en la sustancia negra del cerebro. Esta patología se caracteriza por ser la segunda enfermedad neuronal más frecuente en personas de la tercera edad y representa una de las principales causas del deterioro de la calidad de vida de quienes la padecen. La EP es una condición que presenta síntomas tanto motores como no-motores que van aumentando a medida que avanza la enfermedad. Hoy en día se han desarrollado diferentes estrategias para el tratamiento de la pérdida de funciones neuropsicológicas, las cuales incluyen la actividad física y el desarrollo de juegos que ejercitan la mente, pero son pocos los estudios que muestran la incidencia de estas terapias en la actividad neuronal. Recientes estudios han demostrado mejoras en la calidad de vida de las personas con EP luego de ejecutar actividades basadas en realidad virtual. Esta tecnología promete ser un método eficaz para retrasar la pérdida de funciones cognivas de personas con enfermedades neurodegenerativas. En este proyecto se estudia la viabilidad de un programa de intervención neuropsicológica basado en realidad virtual para la rehabilitación de personas con la enfermedad de Parkinson. En este estudio se evalúan señales de electroencefalografía de 9 pacientes de EP, para determinar el comportamiento de la potencia de las bandas alfa y beta del cerebro, durante la ejecución de pruebas control de ojos cerrados y ojos abiertos y de juegos serios diseñados para aumentar niveles de atención, concentración, memoria y planificación. El análisis de este estudio se hizo mediante el filtrado de las señales de 19 canales cerebrales y la adquisición de potencias de las bandas alfa y beta de los lóbulos parietal, central, occipital, temporal y frontal del cerebro. Los resultados mostraron comportamientos característicos de las bandas cerebrales durante estados de reposo y estados de actividad. Todos los juegos implementados mostraron un incremento en la actividad de la banda beta en todos los lóbulos cerebrales en relación con las pruebas control, siendo el juego Finger Painting el que mostró menos diferencias estadísticas de la actividad en las bandas (p-value >0.1). Además, se determinó que únicamente el juego Zero Gravity Switches mostró un buen comportamiento de la actividad en la banda alfa para los lóbulos temporal y frontal (p-value <0.02). En cuanto al análisis cualitativo, se observó un incremento en la atención visual y la capacidad de procesar e interpretar información brindada por el entorno en los 9 pacientes durante la ejecución de las pruebas, de manera que se pudo evidenciar la eficacia del programa de realidad virtual para recuperar algunas funciones cognitivas. De igual forma, se pudo establecer la importancia de este estudio ya que sugiere la implementación de nuevas tecnologías para la rehabilitación de personas con enfermedades neurodegenerativas.

Nowadays, several strategies for treating neuropsychologic function loss in Parkinson's disease (PD) have been proposed, such as physical activity performance and developing games to exercise the mind. However, few studies illustrate the incidence of these therapies in neuronal activity. This work aims to study the feasibility of a virtual reality-based program oriented to the cognitive functions’ rehabilitation of PD patients. For this, the study was divided into intervention with the program, acquisition of signals, data processing and results analysis. The alpha and beta bands power behaviour were determined by evaluating the electroencephalography (EEG) signals obtained during the execution of control tests and games of the "Hand Physics Lab" Software, from which five games related to attention, planning, and sequencing, concentration, and coordination, were taken. Results showed the characteristic performance of the cerebral bands during resting states and activity states. In addition, it was determined that the beta-band increased its activity in all the cerebral lobes in all the tested games (p-value <0.05). On the contrary, just one game exhibited an adequate performance of the alpha-band activity of the temporal and frontal lobes (p-value <0.02). Furthermore, the visual attention and the capacity to process and interpret the information given by the surroundings was favoured during the execution of trials (p-value <0.05); thus, the efficacy of the virtual reality program to recover cognitive functions was verified. The study highlights implementing new technologies to rehabilitate people with neurodegenerative diseases.
EEG Evaluation in a Neuropsychological Intervention Program Based on Virtual Reality in Adults with Parkinson’s Disease
Keywords: Enfermedad de Parkinson; Realidad Virtual; Funciones Cognitivas; Electroencefalografía