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脑机神经反馈：机器人技术还是电刺激？
当前，人们正在研究将脑机接口 (BMI) 等神经技术用作神经康复训练设备，用于不再可能进行主动运动的情况。例如，当手部因中风而瘫痪时，机器人矫形器、功能性电刺激 (FES) 或二者的组合可提供运动辅助；即根据运动意图或想象提供相应的感觉和本体感受神经反馈，从而闭合感觉运动回路。控制这些设备可能具有挑战性，甚至令人沮丧。然而，目前尚未直接比较这两种反馈模式（机器人技术与 FES）对用户的工作负荷。20 名健康受试者通过手指伸展的动觉运动意象控制 BMI。在随机交叉组块设计中，通过机器人矫形器或 FES 将 EEG β 频带（17-21 Hz）中与运动意象相关的感觉运动失同步转变为对侧手的被动张开。通过将这些工作量组成部分相互比较（权重）、单独评估（评级）并估计各自的组合（调整后的工作量评级），使用 NASA 任务负荷指数 (NASA-TLX) 问卷记录了心理需求、体力需求、时间需求、表现、努力和挫折水平。将研究结果与 EMG 反馈的主动手部运动的任务相关方面进行了比较。此外，还比较了两种反馈模式的 BMI 性能。在对不同组成部分进行加权和评级时，机器人和 FES 反馈的工作量相似。对于机器人和 FES，心理需求是最相关的组成部分，并且高于 EMG 反馈的主动运动。在调整后的工作量评级中，FES 任务导致的体力需求 (p = 0.0368) 和时间需求 (p = 0.0403) 明显高于机器人任务。值得注意的是，FES 任务的体力需求比 EMG 任务接近 2.67 倍，但心理需求比机器人任务接近 6.79 倍。平均而言，与 FES 任务相比，机器人任务中达到的发病次数明显更多（17.22 次发病，SD = 3.02 vs. 16.46，SD = 2.94（20 次机会中）；p = 0.016），尽管 BMI 分类准确度之间没有显著差异（p = 0.806；CI = - 0.027 至 - 0.034）。这些发现可能有助于神经康复界面的设计，使其更以人为本，实现更自然的双向交互，并让用户接受。
1 2 创伤性脑损伤后使用 3 功能性电刺激疗法诱发的皮质重组：病例报告 4 5 6 7
22 23 24 通讯作者： 25 * Matija Milosevic，博士 26 大阪大学 27 工程科学研究生院 28 机械科学与生物工程系 29 1-3 Machikaneyama-cho, J520 30 丰中市，大阪府 560-8531，日本 31 电话：+81-6-6850-6536；传真：+81-6-6850-6534 32 电子邮件：matija@bpe.es.osaka-u.ac.jp 33 网站：www.neuromet.org 34 35 36 摘要字数：299 / 300 字 37 手稿字数（从引言到结论）：9608 38 图表数量：4 个图表和 1 个表格 39 40
功能性电刺激疗法对脊髓损伤和中风后运动功能恢复的综述
背景失去自主运动的能力会对人的独立性和生活质量造成毁灭性后果。中风和脊髓损伤 (SCI) 是导致瘫痪的两个重要原因，影响着全世界成千上万的人。人们做出了非凡的努力来尝试减轻瘫痪的影响。近年来，随着关于运动功能恢复机制的新神经生理学知识的不断整合，自主运动的康复得到了丰富。一个大大改善神经康复的核心概念是神经可塑性，即中枢神经系统在获得、保持和巩固运动技能的过程中重组自身的能力 [ 1 ]。在本文中，我们介绍了一种由于我们对神经系统可塑性的理解不断加深而蓬勃发展的干预措施：功能性电刺激
外周电刺激与运动相结合-...
背景：内源性配对联想刺激 (ePAS) 是一种神经调节干预，有助于中风康复。ePAS 涉及将内源性脑电图 (EEG) 信号（称为运动相关皮质电位 (MRCP)）与外周电刺激配对。先前的研究已使用经颅磁刺激 (TMS) 来证明 ePAS 后皮质运动兴奋性的变化。然而，由于安全预防措施、不耐受性以及在更严重的患者中难以产生可测量的反应，TMS 作为一种中风研究的测量方法受到限制。我们有兴趣使用更可行的测量方法来评估 ePAS 对中风患者的影响。本研究询问 ePAS 是否会立即改善背屈肌的最大自主等长收缩 (MVIC) 和总神经肌肉疲劳的主要结果，以及肌肉力量、自主激活 (VA)、中枢疲劳、外周疲劳和肌电活动等次要结果。
双向脑机接口应用中同时进行皮层脑电刺激和记录的最佳伪影抑制
摘要 目的。基于皮层电图 (ECoG) 的脑机接口 (BCI) 是恢复神经功能障碍患者运动和感觉功能的有前途的平台。这种双向 BCI 操作需要同时记录 ECoG 和刺激，这在存在强刺激伪影的情况下具有挑战性。如果 BCI 的模拟前端在超低功耗模式下运行，这个问题会更加严重，这是完全植入式医疗设备的基本要求。在本研究中，我们开发了一种新方法，用于在刺激伪影到达模拟前端之前抑制它们。方法。利用基本的生物物理考虑，我们设计了一种伪影抑制方法，该方法采用在主刺激器和记录网格之间传递的弱辅助刺激。然后通过约束优化程序找到该辅助刺激偶极子的确切位置和幅度。在模拟和幻影脑组织实验中测试了我们方法的性能。主要结果。通过优化程序找到的解决方案在模拟和实验中都与最佳抵消偶极子相匹配。在模拟和脑幻影实验中分别实现了高达 28.7 dB 和 22.9 dB 的伪影抑制。意义。我们开发了一种简单的基于约束优化的方法来查找产生最佳伪影抑制的辅助刺激偶极子的参数。我们的方法在刺激伪影到达模拟前端之前对其进行抑制，并可能防止前端放大器饱和。此外，它可以与其他伪影缓解技术一起使用，以进一步减少刺激伪影。
使用锁相电刺激实时抑制和放大神经振荡：概念、优化和体内测试
此预印本的版权所有者于 2020 年 2 月 10 日发布此版本。；https://doi.org/10.1101/2020.02.09.940643 doi: bioRxiv preprint
经颅直流电刺激对儿童 GABA 和 Glx 的影响：一项初步研究
经颅直流电刺激 (tDCS) 是一种非侵入性脑刺激，可安全地调节大脑兴奋性并具有对许多疾病的治疗潜力。多项研究表明，初级运动皮层 (M1) 的阳极 tDCS 有助于运动学习和可塑性，但有关其潜在机制的信息很少。使用磁共振波谱 (MRS) 已显示 tDCS 可影响成人局部的 γ -氨基丁酸 (GABA) 和 Glx（谷氨酸和谷氨酰胺的总和）水平，这两者都已知与技能习得和可塑性有关；但这尚未在儿童和青少年中进行研究。本研究检测了儿科人群中针对 M1 的常规阳极 tDCS (a-tDCS) 和高清 tDCS (HD-tDCS) 对 GABA 和 Glx 的反应。 24 名正常发育的右利手儿童（年龄 12-18 岁）连续五天参加 tDCS 干预（假干预、a-tDCS 或 HD-tDCS），针对右侧 M1，同时用左手进行精细运动任务（Purdue Pegboard Task）训练。在方案之前和之后（第 5 天和第 6 周），使用 PRESS 和 GABA 编辑的 MEGA-PRESS MRS 序列测量感觉运动皮质中的 Glx 和 GABA。6 周时，HD-tDCS 组左侧感觉运动皮质测得的 Glx 高于 a-tDCS 和假干预组（p = 0.001）。在任何时候均未观察到任何感觉运动皮质中的 GABA 变化。这些结果表明 a-tDCS 或 HD-tDCS 都不会局部影响发育大脑中的 GABA 和 Glx，因此它可能在成人中表现出不同的反应。