中大新聞網訊（通訊員胡玄韜、何天威）近日，附屬第三醫(yī)院腦病中心戎利民、胡昔權和劉斌教授團隊聯(lián)合西安交通大學徐光華教授團隊在神經學領域頂刊Annals of Neurology發(fā)表了前瞻性隨機對照臨床研究成果，首次證實基于BCI的外骨骼訓練可顯著改善脊髓損傷患者下肢運動能力與抑郁情緒，并通過腦電（EEG）證據(jù)揭示其促進皮層重塑的機制，為脊髓損傷后的神經功能恢復提供新路徑。
在該項隨機對照臨床研究中，研究團隊針對脊髓損傷（SCI）患者首次系統(tǒng)評估了腦機接口（BCI）控制的下肢外骨骼訓練在運動功能恢復與皮層可塑性重建中的雙重作用。
研究初期結果表明，SCI患者即便處于恢復早期階段，仍具備良好的神經接口適應性，其BCI控制精度高達95.2%，反應時短至1.15秒，接近健康對照，驗證了腦控外骨骼系統(tǒng)在臨床康復場景中的可行性。
圖1 腦控外骨骼機器人架構示意圖
在為期4周的干預后，腦控外骨骼訓練組（B+E組）在下肢肌力（LEMS）、步行速度（10MWT）、步行耐力（6MWT）及抑郁評分（HADS-D）等關鍵功能指標上均顯著優(yōu)于僅接受外骨骼訓練（E組）的療效（圖2）。
圖2 訓練4周前后及組間臨床量表評分（B+E：腦控外骨骼組；E：單純外骨骼組）
電生理分析進一步揭示，B+E組訓練后中線運動皮層區(qū)域（FCz-Cz-CPz）出現(xiàn)顯著增強的μ/β波段事件相關去同步化（ERD），并伴隨大腦廣泛功能連接效率提升，提示皮層網絡發(fā)生結構性重塑（圖3）。
圖3 步行任務下腦功能網絡分析結果（B+E：腦控外骨骼組；E：單純外骨骼組）
與傳統(tǒng)被動式訓練不同，BCI系統(tǒng)通過實時解碼運動意圖并驅動步態(tài)執(zhí)行，建立了“意圖識別—運動執(zhí)行—視覺反饋”的閉環(huán)通路，顯著增強了患者對步態(tài)控制的主觀參與感，進而觸發(fā)中樞神經系統(tǒng)的功能激活與重建。該研究不僅首次提供了腦控外骨骼相對單純外骨骼訓練改善SCI患者運動與情緒障礙的循證依據(jù)，更提出了以“腦控驅動-神經重塑”為核心的新型脊髓損傷康復策略。
該研究首次通過隨機對照研究，驗證了基于BCI的外骨骼訓練在改善脊髓損傷患者運動功能與情緒障礙方面的顯著優(yōu)勢，提出了以“腦控驅動—神經重塑”為核心的新型康復策略。BCI技術通過增強訓練的主動性和中樞參與度，不僅提升了神經可塑性，也增強了患者的治療體驗與依從性。
該研究由附屬第三醫(yī)院戎利民教授團隊牽頭，聯(lián)合西安交通大學徐光華教授團隊開展。胡玄韜、李娜、龐卯、白淑文為共同第一作者，戎利民、胡昔權、徐光華、劉斌教授為共同通訊作者。
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ana.78144
