开发和评估一种非侵入性脑脊界面,使用穿皮脊髓刺激

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物医学工程 生物医学工程
• 康复科学 康复科学 康复科学

背景情况:

• 运动康复有助于脊髓损伤 (SCI) 后的功能恢复,但受到剩余的感觉运动功能的限制.
• 脊髓刺激 (SCS) 可以通过创造假肢效应来增强严重SCI的康复.
• 开发非侵入性脑脊界面 (BSI) 对于扩大康复范围至关重要.

研究的目的:

• 为了确定基于电脑图 (EEG) 的下肢运动在感觉运动皮质中的神经相关物.
• 评估线性差异分析 (LDA) 解码器在检测运动开始时的性能.
• 评估一种非侵入性BSI,结合EEG和穿皮脊髓刺激 (tSCS) 进行SCI康复.

主要方法:

• 记录了在下肢运动任务中从没有受损的个体获得的EEG.
• 确定了与运动启动相关的特定频段 (4-44 Hz) 中与事件相关的脱同步.
• 开发并测试了一个LDA神经解码器,将其与实时SCS调制集成.

主要成果:

• 运动发作与中中皮层区域 (4-44 Hz) 的与事件相关的脱同步相关.
• 神经解码器在线下实现了0.83±0.06的AUC,用于线下运动.
• 实时 BSI 与 tSCS 显示 AUC 为 0.81 ± 0.05 的 cued 运动和 0.68 ± 0.12 的 uncued 运动.

结论:

• 非侵入性BSI有效地检测下肢运动的神经相关物.
• 解码器性能在未经制的运动中下降,可能是由于皮质策略的改变.
• 这种BSI技术可以在自愿努力期间实现精确定时的SCS,提高SCI的运动康复结果.