Worldwide, millions of people suffer every-year from cerebrovascular diseases. To date, stroke is one of the leading causes of long-term disability, while the severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is increasing the factors that can cause ischemic stroke due to thrombotic events. This leads to cognitive and motor impairments, resulting in loss of independence in the daily life of stroke patients, together with an additional psychological impact in mood disorders and depression. Evolving to a chronic condition, stroke requires continuous rehabilitation and therapy, a burden not only at an individual level but also at a broader level, affecting significantly the national health system. Technology-based approaches, like the use of personalised Virtual-Reality (VR) have been shown to accelerate the recovery process compared to non-Information and communication technologies (ICT)-based interventions. The utilization of VR is considered a novel and effective low-cost approach to re-train the lost motor and cognitive functions through strictly defined training tasks in a safe simulated environment. However, most of these novel VR approaches require increased volitional motor control, hence are suitable only for a reduced subset of patients, generally those with better recovery prognostics and better motor ability. Consequently, the idea of directly training the central nervous system was established, through the use of Brain-Computer Interfaces (BCI’s) and motor-imagery (MI). BCI’s can be described as communication systems able to establish an alternative pathway between the user’s brain activity and a computer system, providing an additional non-muscular channel for communication and control to the external world. Prior research has shown that mental practice of action is useful in MI-BCI training, for attaining functional motor recovery through the reorganization of motor networks. Moreover, MI-BCI training can promote long-lasting improvements of motor function in stroke patients. Nonetheless, although the benefits of MI-BCI have been illustrated in recent studies, interventions with patients in longitudinal studies is still limited, lacking long-term evidence to support its clinical relevance. One of the major reasons is due to the reduced ability of stroke patients to accurately control a BCI system, resulting in poor skill acquisition during training. The aim of this project is to develop a novel and more inclusive rehabilitation system with the use of emerging technologies, in order to overcome current limitations of MI-BCI training for rehabilitative applications. This will be achieved by identifying the neural correlates of motor action and skill acquisition during motor imagery through neuroimaging (EEG/fMRI), formulate machine-learning methods for increased accuracy of the BCI system, but also potentiate human training for skill acquisition through the use of neuroadaptive VR. The ultimate goal is to generalize the findings into a VR-BCI-MI training paradigm for both admitted and ambulatory patients, as well as continued domestic care. The impact of the project can be expected on multiple levels. At the scientific level, it will contribute to further understanding the neuro-physiological brain plasticity mechanisms underlying motor recovery after a stroke; and provide yet necessary further evidence on the benefits of technology-driven rehabilitation approaches. At a technical level, it will provide tools for personalized neuroadaptive training, increasing the reliability of VR-BCI for clinical or home use. Finally, at a societal level this project will provide access to therapy in a wider range of population, especially to those with worse prognostic. Em todo o mundo, milhões de pessoas sofrem todos os anos de doenças cerebrovasculares. Até o momento, o acidente vascular cerebral é uma das principais causas de incapacidade de longo prazo, enquanto a síndrome respiratória aguda grave coronavírus 2 (SARS-CoV-2) está aumentando os fatores que podem causar acidente vascular cerebral isquêmico devido a eventos trombóticos. Isso leva a deficiências cognitivas e motoras, resultando na perda de independência na vida diária de pacientes com AVC, juntamente com um impacto psicológico adicional em transtornos de humor e depressão. Evoluindo para uma condição crônica, o AVC requer reabilitação e terapia contínuas, um fardo não apenas em um nível individual, mas também em um nível mais amplo, afetando significativamente o sistema nacional de saúde. Abordagens baseadas em tecnologia, como o uso de realidade virtual (VR) personalizada, demonstraram acelerar o processo de recuperação em comparação com intervenções não baseadas em tecnologias de informação e comunicação (TIC). A utilização da RV é considerada uma abordagem nova e eficaz de baixo custo para treinar novamente as funções motoras e cognitivas perdidas por meio de tarefas de treinamento estritamente definidas em um ambiente simulado seguro. No entanto, a maioria dessas novas abordagens de RV requer maior controle motor volitivo, portanto, são adequadas apenas para um subconjunto reduzido de pacientes, geralmente aqueles com melhor prognóstico de recuperação e melhor capacidade motora. Consequentemente, a ideia de treinar diretamente o sistema nervoso central foi estabelecida, através do uso de Interfaces Cérebro-Computador (BCIs) e imagens motoras (MI). BCIs podem ser descritos como sistemas de comunicação capazes de estabelecer um caminho alternativo entre a atividade cerebral do usuário e um computador, fornecendo um canal não muscular adicional para comunicação e controle para o mundo externo. Pesquisas anteriores mostraram que a prática mental da ação é útil no treinamento do MI-BCI, para obter a recuperação motora funcional por meio da reorganização das redes motoras. Além disso, o treinamento MI-BCI pode promover melhorias duradouras da função motora em pacientes com AVC. No entanto, embora os benefícios do MI-BCI tenham sido ilustrados em estudos recentes, as intervenções com pacientes em estudos longitudinais ainda são limitadas, sem evidências de longo prazo para apoiar sua relevância clínica. Uma das principais razões é devido à capacidade reduzida dos pacientes com AVC de controlar com precisão um sistema BCI, resultando em aquisição de habilidade pobre durante o treinamento. O objetivo deste projeto é desenvolver um novo e mais inclusivo sistema de reabilitação com o uso de tecnologias emergentes, a fim de superar as limitações atuais do treinamento MI-BCI para aplicações de reabilitação. Isso será alcançado identificando os correlatos neurais da ação motora e aquisição de habilidades durante a imaginação motora por meio de neuroimagem (EEG / fMRI), formular métodos de aprendizado de máquina para aumentar a precisão do sistema BCI, mas também potencializar o treinamento humano para aquisição de habilidades por meio do uso de VR neuroadaptativo. O objetivo final é generalizar os resultados em um paradigma de treinamento VR-BCI-MI para pacientes internados e ambulatoriais, bem como cuidados domésticos continuados. O impacto do projeto pode ser esperado em vários níveis. A nível científico, contribuirá para uma maior compreensão dos mecanismos neurofisiológicos da plasticidade cerebral subjacentes à recuperação motora após um AVC; e fornecer evidências adicionais necessárias sobre os benefícios das abordagens de reabilitação impulsionadas pelas TIC. A nível técnico fornecerá ferramentas para treino neuroadaptativo personalizado, aumentando a fiabilidade do VR-BCI para uso clínico ou doméstico. Finalmente, em um nível social, este projeto fornecerá acesso à terapia em uma faixa mais ampla de população, especialmente para aqueles com pior prognóstico.