Clear Sky Science · zh
通过一周非侵入性闭环神经反馈诱导的受针对性对侧半球快速功能重组指导慢性运动功能障碍卒中患者的运动康复:I期试验
卒中后重连运动网络
许多幸存的卒中患者即使经过数月或数年的常规治疗,仍面临单侧手臂几乎瘫痪、反应迟钝的情况。本研究探索了一种通过在健康半球“唤醒”隐匿脑通路并将其直接连接到无力的手臂的新途径,方法是结合脑–机接口和机器人外骨骼。对于那些被告知已达恢复平台期的人群,这种方法提示仍有可能实现有意义的改善。

绕过脑损伤的新路径
当卒中损伤大脑时,通常控制受损半球向对侧手臂传递运动指令的主要神经通路可能严重受阻。但仍有备用路线存在:从对侧未受损半球下行至同侧身体的神经纤维。本研究的目标是刻意强化这些备用通路。研究者并非要求受损半球承担更多负荷,而是构建了一个系统,监听对侧完整运动区的活动,并利用该信号通过机器人外骨骼和肩部肌肉电刺激来驱动瘫痪的肩部运动。
用闭环反馈训练大脑
共有八名长期、严重上肢瘫痪的成年患者参与。所有人均在卒中后超过六个月,肩部抬举受影响较大。每人在为期一周的每日训练中佩戴脑电帽,以监测反映完整运动区活动的头皮微小电压变化。他们还佩戴定制肩部外骨骼并接受轻度肩部肌肉电刺激。训练时,患者尝试抬起瘫痪的手臂。当目标脑区的脑电活动超过预设阈值,计算机便触发机器人和电刺激,抬起手臂并提供自然的运动与躯体感知的组合。通过这种方式,每一次成功尝试都将特定的脑活动模式与弱侧肢体的真实运动联系起来。
可测量的日常运动提升
核心问题是这为期一周的训练能否转化为现实世界的改善。在干预前后,未参与训练操作的治疗师使用标准卒中量表评估手臂功能,衡量患者各关节的运动能力。平均而言,参与者在一种广泛使用的上肢运动评估中提高了约七分——这超过了通常认为对慢性卒中患者具有临床意义的变化阈值。八名患者中有六名超过了该阈值。许多人能将手臂抬得更高,有些人在手腕控制上也显示出改善。重要的是,这些收益在一个月后复测时大多得以维持,且未观察到诸如肩痛或皮肤损伤等安全问题。

实时观察大脑的适应
除了行为变化,团队还想确认被针对的半球是否真正在功能上重组。脑电记录显示,训练后完整运动区上方的特定节律在尝试运动时被更强烈地抑制,这是该区域更积极参与的迹象。同一半球内的连接性,尤其是围绕运动和前运动区的连接,在大脑静息时也增强。在一部分接受经颅磁刺激检测的患者中,来自完整半球到肩部肌肉的信号变得更大,甚至在之前缺失时再次出现,提示先前薄弱的通路得到了强化。
这对卒中幸存者可能意味着什么
对于长期处于严重上肢瘫痪状态的人群,这一早期试验表明可以有针对性地利用大脑的健康半球来恢复运动。通过闭合回路——实时检测有利的脑活动并立即将其与弱侧手臂的运动和感觉配对——该系统似乎能快速驱动控制肩部的脑网络和脊髓通路的重组。尽管该研究规模较小且缺乏对照组,但它支持这样一种观点:结合现有康复方法,经过精心设计的脑–机训练可能在卒中后很长时间内为恢复打开新的窗口。
引用: Takasaki, K., Iwama, S., Liu, F. et al. Rapid functional reorganization of the targeted contralesional hemisphere induced by one week of noninvasive closed-loop neurofeedback guides motor recovery in post-stroke patients with chronic motor impairment: a phase I trial. Commun Med 6, 163 (2026). https://doi.org/10.1038/s43856-026-01423-x
关键词: 卒中康复, 脑机接口, 神经可塑性, 机器人外骨骼, 运动恢复