间歇性θ爆发刺激右背外侧前额叶皮层改善运动想象表现：一项结合脑电图与近红外光谱的脑机接口研究

本研究针对脑机接口(BCI)训练中存在的"控制低效(BCI inefficiency)"问题，通过间歇性θ爆发刺激(iTBS)调控右背外侧前额叶皮层(RDLPFC)兴奋性，结合EEG/fNIRS多模态技术证实：iTBS可显著提升运动状态百分比(MSP)和μ节律事件相关去同步化(μ-ERD)，增强右侧前运动皮层(PMC)/辅助运动区(SMA)激活并优化功能连接(FC)，为改善运动想象(MI)能力提供了新型神经调控靶点。

　　

在脑机接口技术迅猛发展的今天，一个令人困扰的现象始终存在：约15-30%的使用者即使经过训练，仍无法有效控制基于运动想象的脑机接口(MI-BCI)，这种现象被称作"BCI低效"。问题的核心在于，部分人群难以通过纯粹的意念活动产生足够强的神经信号，就像有些人无论如何练习都无法吹响口哨一样。这种个体差异严重制约了BCI在康复医学中的应用前景，尤其对中风后运动功能重建等关键领域形成技术瓶颈。

华南理工大学附属广州市第一人民医院康复医学科的研究团队将目光投向了大脑的"指挥中心"——右背外侧前额叶皮层(RDLPFC)。这个区域如同交响乐团的指挥，不仅负责注意力调控和工作记忆，还与运动规划密切相关。研究人员创新性地采用间歇性θ爆发刺激(iTBS)——一种能在3分钟内完成600次磁脉冲的高效神经调控技术，试图"重启"这个关键脑区的功能状态。相关成果发表在《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》上。

研究采用EEG-fNIRS-TMS多模态技术联用方案：52名健康受试者随机分为iTBS组和假刺激组，通过单脉冲经颅磁刺激(spTMS)评估皮质脊髓兴奋性，运动视觉想象问卷(KVIQ-20)量化想象能力，BCI系统记录运动状态百分比(MSP)，EEG捕捉μ节律(8-12Hz)变化，fNIRS监测血红蛋白浓度动态。关键创新在于将iTBS干预(80%静息运动阈值，190秒600脉冲)嵌入双阶段MI-BCI训练中，同步解析神经可塑性改变的时空特征。

EEG结果显示：iTBS组在F4电极(对应RDLPFC)出现显著μ-ERD(p<0.05)，平均功率值降低0.85个效应量(95%CI[0.27,1.43])。功能连接分析揭示，干预后iTBS组前额叶-运动区相位锁定值(PLV)显著降低，特别是F4-C3、Cz-F4等连接(NBS p<0.05)，表明iTBS可能通过抑制非必要神经耦合提升信息处理效率。

fNIRS数据显示：iTBS组在右侧PMC/SMA区域的氧合血红蛋白(HbO₂)浓度显著升高(p<0.05)，而功能连接分析发现RPMC/SMA-LPMC/SMA等运动网络连接减弱(WTC降低)，暗示RDLPFC刺激可能通过"RDLPFC→PMC/SMA→M1"通路重构神经环路。

行为学指标：iTBS组MSP提升14.54%(p=0.032)，但运动诱发电位(MEP)和皮层静息期(CSP)无显著变化，证实改善源于认知调控而非直接运动通路激活。KVIQ-20评分虽未达统计学差异，但动觉想象(KMI)维度呈现提升趋势。

这项研究首次证实：非侵入性调控RDLPFC可优化MI-BCI性能，其机制涉及三重神经重塑：(1)增强前额叶"自上而下"的注意调控，表现为F4电极μ-ERD增强；(2)促进PMC/SMA激活，提升运动想象核心网络的资源募集；(3)抑制双侧运动皮层过度耦合，提高神经信号的信噪比。该发现为破解"BCI低效"难题提供了新思路——通过iTBS这种仅需3分钟的干预，就能显著提升用户与BCI系统的"默契度"，这对缩短康复训练周期具有重要临床价值。未来研究可进一步探索在卒中患者中应用该方案的可行性，以及多疗程iTBS能否产生累积效应。