近年来,脑机接口 (BCI) 已被提议作为中风后神经康复的一种手段 [1, 2]。研究表明,BCI 可以人工关闭因病变而中断的运动控制回路。BCI 可以通过脑电图解码尝试运动,并触发外骨骼或电刺激等设备,这些设备可以响应尝试运动提供相关的躯体感觉反馈 [3-6]。通过将与尝试运动和躯体感觉反馈相关的皮质活动配对,推测可以诱导与赫布相关的可塑性 [7]。多项研究概述了使用 BCI 进行中风康复的临床效果,其中普遍趋势是患者可以诱导可塑性并改善运动功能 [8-11]。为了进一步完善 BCI 在运动障碍康复中的应用,下一步可能是解码比简单的孤立运动更复杂、更具临床相关性的功能性运动,尽管它们也很重要。使用更加复杂的现代外骨骼,这些复杂的运动也更容易实现。然而,限制因素可能是从单次脑电图中解码功能性运动,因为记录的电活动是潜在活动的模糊图像,例如由于体积传导 [12]。先前的研究表明,可以解码具有不同动力学特征的不同运动类型 [4, 6, 13, 14],但这主要是简单的孤立运动,例如踝关节背屈或腕关节伸展/屈曲。此外,同一肢体的不同运动类型也已被解码 [15, 16]。研究还表明,可以从脑电图中检测到更复杂的运动,例如 [17],但要用于诱导可塑性的康复,仅应使用运动前活动来实现传出活动和体感反馈之间的严格时间关联 [18]。预计体感反馈应在最大传出活动 [7] 后不到 200-300 毫秒内到达皮质层,此时运动控制信号被发送到脊髓。这限制了可用于解码预期运动的判别信息量。尽管 EEG 的空间分辨率有限,但硬件(放大器和电极)和信号处理技术不断改进,可能可以从单次试验 EEG 中解码复杂的功能性运动。
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