脑-计算机接口技术在脑卒中后神经康复中的应用

发布时间:2020-11-16 20:15:10

脑-计算机接口(Brain-ComputerInterface,BCI)可以通过感知大脑活动来控制外部设备,使重度残疾患者能够与环境进行交互。研究人员已经对各种侵入性和非侵入性脑梗死技术进行了广泛的研究,其中最著名的是脑电图(EEG)。最近,近红外光谱也被研究过。BCI设备可分为辅助BCI和康复BCI。辅助BCI旨在使瘫痪患者能够交流或控制外部机器人设备,如假肢,康复BCI旨在促进神经功能的恢复。

脑机接口是一种能够将大脑信号传输到体外装置,并引导体外装置进行某些特定活动的技术系统。1968年,wyrwicka等人记录了猫的运动节奏,并将这些感觉运动节奏转化为感觉反馈,用于奖励动物,增加它们的感觉运动节奏。一年后,EberhartFitz(eberhardtfetz)对猴子进行了有效的调节,让猴子根据初级运动皮层(m1)中单个神经元的放电频率移动测量计,以获得食物奖励。这些发现导致了对大脑生理与行为和工具学习之间联系的广泛研究,并为目前大多数BCI的发展奠定了基础。脑机接口一词最早是由雅克·维达尔在1973年创造的,当时他提出了一种可以将脑电信号转换成计算机控制信号的系统。在过去的20年中,微电极,啮齿动物和非人灵长类动物的单个神经元记录重新点燃并促进了脑机接口的研究。尽管早先在神经反馈方面遭遇挫折,但一些研究已经为脑活动对神经元功能和某些脑病理学的影响提供了工具性证据,并为目前在bcis领域的工作奠定了基础。。

对于部分丧失手部运动功能的严重慢性脑卒中患者,接受无创BCI训练和理疗以逐步恢复日常生活是一种可行的选择。然而,慢性脑卒中患者的运动恢复(以及可能的神经元可塑性和细胞水平的恢复)将需要植入放射性极阵列的侵入性BCI方法,将大脑皮层与周围神经修复装置永久连接,逐步修复神经功能。总之,在短短20年的时间里,BCI的临床研究为改善目前难以治疗或无法治疗的神经损伤患者的康复前景提供了一种有希望的治疗策略。

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