开发和评估一种非侵入性脑脊界面,使用穿皮脊髓刺激
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|September 30, 2024
概括
研究人员开发了一种使用脑电图和脊髓刺激进行运动康复的非侵入性脑脊界面. 这种系统有望改善脊髓损伤患者的功能恢复,通过将刺激与自愿努力相匹配.
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.


