Aphasia recovery by language training using a brain–computer interface: a proof-of-concept study
Notice bibliographique
Résumé
Aphasia, the impairment to understand or produce language, is a frequent disorder after stroke with devastating effects. Conventional speech and language therapy include each formal intervention for improving language and communication abilities. In the chronic stage after stroke, it is effective compared with no treatment, but its effect size is small. We present a new language training approach for the rehabilitation of patients with aphasia based on a brain-computer interface system. The approach exploits its capacity to provide feedback time-locked to a brain state. Thus, it implements the idea that reinforcing an appropriate language processing strategy may induce beneficial brain plasticity. In our approach, patients perform a simple auditory target word detection task whilst their EEG was recorded. The constant decoding of these signals by machine learning models generates an individual and immediate brain-state-dependent feedback. It indicates to patients how well they accomplish the task during a training session, even if they are unable to speak. Results obtained from a proof-of-concept study with 10 stroke patients with mild to severe chronic aphasia (age range: 38-76 years) are remarkable. First, we found that the high-intensity training (30 h, 4 days per week) was feasible, despite a high-word presentation speed and unfavourable stroke-induced EEG signal characteristics. Second, the training induced a sustained recovery of aphasia, which generalized to multiple language aspects beyond the trained task. Specifically, all tested language assessments (Aachen Aphasia Test, Snodgrass & Vanderwart, Communicative Activity Log) showed significant medium to large improvements between pre- and post-training, with a standardized mean difference of 0.63 obtained for the Aachen Aphasia Test, and five patients categorized as non-aphasic at post-training assessment. Third, our data show that these language improvements were accompanied neither by significant changes in attention skills nor non-linguistic skills. Investigating possible modes of action of this brain-computer interface-based language training, neuroimaging data (EEG and resting-state functional MRI) indicates a training-induced faster word processing, a strengthened language network and a rebalancing between the language- and default mode networks.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».