在本研究中,我们探讨了振动触觉反馈是否可以增强运动皮层兴奋性,从而转化为基于运动想象 (MI) BCI 的训练期间局部皮层区域的可塑性变化。为此,我们重点研究了 MI 的两个最显着的神经生理学效应——事件相关去同步 (ERD) 水平和通过导航经颅磁刺激 (nTMS) 评估的皮层兴奋性增加。对于 TMS 导航,我们使用了单独的高分辨率 3D 脑 MRI。十名未接受过 BCI 治疗的健康成年人参加了这项研究。在有和没有反馈的情况下分别执行 MI(使用 Graz-BCI 范式的静息或左/右手想象)任务。为了研究基于 MI BCI 的训练中振动触觉反馈的存在/不存在对感觉运动皮层激活的贡献程度,我们比较了有反馈和无反馈训练后 MI 期间的 MEP 幅度。此外,还研究了基于 MI BCI 的训练期间的 ERD 水平。我们的研究结果证明,在 MI 训练期间应用振动触觉反馈会导致 (i) 与非惯用手的 MI 相对应的对侧运动皮层区域的 mu 节律 EEG 模式的去同步水平增强;(ii) 与 MI 所涉及的肌肉相对应的手部肌肉表征中的运动皮层兴奋性增加。
摘要—在本研究中,我们探讨了振动触觉反馈是否可以增强运动皮层兴奋性,从而在基于运动想象 (MI) BCI 的训练过程中转化为局部皮层区域的可塑性变化。为此,我们重点研究了 MI 的两个最显着的神经生理学效应——事件相关去同步 (ERD) 水平和通过导航经颅磁刺激 (nTMS) 评估的皮层兴奋性增加。对于 TMS 导航,我们使用了单独的高分辨率 3D 脑 MRI。十名未接受过 BCI 治疗的健康成年人参加了本研究。在有和没有反馈的情况下分别执行 MI(使用 Graz-BCI 范式的休息或左/右手想象)任务。为了调查基于 MI BCI 的训练中振动触觉反馈的存在/不存在对运动皮层兴奋性的贡献程度
慢性疼痛治疗的局限性要求采用有效、方便和安全的新型干预措施。脑机接口 (BCI) 通过将记录的神经活动转换为可感知的输出,为治疗慢性疼痛背后的神经病理学提供了一种有前途的治疗方式。最近的证据表明,额叶 θ 波功率 (4-7 Hz) 的增加反映了慢性和急性疼痛的缓解。进一步的研究表明,振动触觉刺激可在实验和临床模型中降低疼痛强度。这项纵向、非随机、开放标签的试点研究旨在使用新型振动触觉神经反馈 BCI 系统增强六名慢性上肢疼痛患者的额叶 θ 波活动。患者的 BCI 表现有所提高,反映了思维驱动的神经反馈控制,并且疼痛严重程度 (1.29 ± 0.25 MAD,p = 0.03,q = 0.05) 和疼痛干扰 (1.79 ± 1.10 MAD p = 0.03,q = 0.05) 评分显著降低,且未出现任何不良事件。疼痛缓解与额叶 θ 调制显著相关。这些发现凸显了 BCI 介导的额叶 θ 与振动触觉刺激的皮质感觉耦合在缓解慢性疼痛方面的潜力。