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研究人员为探究 FP 反馈对 MI-BCI 训练中皮质可塑性的影响，对比不同范式，发现 FP 反馈降低皮质激活，对康复训练有重要意义。
在神经康复领域，大脑的皮质可塑性（也称为神经可塑性）就像一位神奇的 “修复师”，它能让受伤的大脑自我修复，帮助患者重新找回运动技能等大脑功能。传统的运动学习技术分为主动和被动训练方法。被动训练虽然能帮助那些无法自主活动身体的患者维持肌肉状态，但它缺乏让大脑产生神经可塑性的关键因素 —— 运动规划和认知参与，就像让大脑 “偷懒” 了，无法有效激发神经的活性，也不能给患者提供对功能恢复有意义的反馈。
而基于运动想象的脑机接口（MI-BCI）则是一种全新的解决方案。它能根据用户的运动意图，通过脑电图（EEG）等方式，为用户提供他们想要的运动反馈，就像是给大脑和身体之间搭建了一座新的 “沟通桥梁”。不过，MI-BCI 系统分为同步和异步两种，其中异步 MI-BCI 虽然更贴近日常生活，但它有个让人头疼的问题 —— 可能会出现虚假阳性（FP）反馈，也就是错误的反馈，不是由用户的真实意图产生的。很多研究都猜测，FP 反馈可能会破坏用户的训练效果，诱导负面的神经可塑性，可这个问题一直没有得到明确的答案。
为了弄清楚 FP 反馈到底对大脑在 MI-BCI 训练中的皮质可塑性有什么影响，来自韩国成均馆大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先，招募了 12 名健康志愿者和 4 名中风患者。实验持续两天，第一天让参与者进行运动执行和运动想象任务，收集训练数据来构建 MI-BCI 系统。第二天，开展四种不同的范式实验，包括有 FP 反馈的 Raw 范式、无 FP 反馈的 Match 范式，以及主动训练和被动训练。在实验过程中，使用 Active Two 系统记录 EEG 数据，用 LABNIRS 收集近红外光谱（fNIRS）数据，并且通过特定的算法对数据进行处理和分析。
在研究结果方面，首先验证了异步 MI-BCI 系统的有效性。通过对比有真实反馈和无反馈的试验，发现有真实反馈时，在 mu 和 beta 频段（8 - 30Hz）的事件相关去同步化（ERD）更强，说明系统能较好地反映参与者的运动意图。
接着对比 Match 和 Raw 范式。在感兴趣区域（ROI）通道的研究中发现，对于健康志愿者，主动训练诱导的平均激活最强，然后依次是 Match 范式、Raw 范式和被动训练；对于中风患者，Match 范式引发的氧合血红蛋白（oxy-Hb）浓度峰值最高，但各范式之间差异不显著。在所有通道的研究中，健康志愿者在各范式下，C3 附近区域 oxy-Hb 激活较强，整体皮质激活程度也是主动训练最高；中风患者在所有范式下，对侧区域存在显著差异，虽然 Match 和 Raw 范式在各通道上没有显著差异，但在运动区域两者的血流动力学反应差异相对较大。
进一步对比 Raw 范式中的 Raw + 和 Raw–。对于健康志愿者，Raw + 的激活显著低于 Match 范式，Raw–和 Match 范式无显著差异，且 Raw–在早期的血流动力学反应比 Raw + 更高；对于中风患者，Match 范式在特定时间范围内的血流动力学反应比 Raw + 更高，Raw–在某些时间段与 Match 范式也有显著差异，且 Raw + 的皮质激活比其他条件更慢。
从整体通道分布来看，健康志愿者中，Raw–与 Match 范式在分布和激活水平上更相似，Raw + 则分布更混乱且激活较弱；中风患者中，Match 和 Raw–促进双侧运动区域的皮质激活，且对侧区域更强，Raw + 主要促进同侧运动区域激活。
综合研究结论和讨论部分，研究发现没有 FP 反馈的 MI-BCI 范式能使大脑在用户运动想象时，尤其是对侧运动区域，产生更高的激活。这表明 FP 反馈会降低用户在 MI-BCI 训练中的皮质激活，可能对皮质可塑性产生负面影响。这一发现对中风患者的康复治疗具有重要意义，意味着减少 FP 反馈有可能提高康复性 MI-BCI 训练的效果。不过，该研究也存在一些局限性，比如固定的刺激间隔可能会让参与者预测到线索，无法严格控制运动想象的速度和力量，样本量较小且只包含慢性中风患者等。未来还需要更大规模、更多样化的研究来进一步验证和完善这些结论。
