联想式脑机接口中运动执行与运动想象配对电刺激对皮质脊髓兴奋性的比较研究

《Neuromodulation: Technology at the Neural Interface》：A comparison between movement-related brain activity modalities for increasing corticospinal excitability using an associative brain-computer interface

　　

摘要：

(1) 目标

脑机接口（BCI）已显示出能够增加皮质脊髓兴奋性并促进中风患者的运动恢复，其方法是将与执行或想象运动相关的传出活动与来自例如电刺激的相称传入体感反馈配对。然而，在联想式脑机接口范式内，运动执行与运动想象之间的直接比较仍然缺乏。本研究调查了两种联想式脑机接口干预如何调节皮质脊髓兴奋性，这两种干预分别将运动执行和运动想象与外周电刺激（PES）配对。（2）材料与方法：17 名肢体健全参与者完成了两项干预：1) 执行腕关节伸展并配合对桡神经的 PES，2) 想象腕关节伸展并配合 PES。在每项干预期间，100 次视觉提示的执行或想象的腕关节伸展与 PES 配对。PES 的时机是根据与视觉提示运动相关的运动相关皮质电位的负峰确定的。在干预前、立即干预后以及干预后 30 分钟，使用经颅磁刺激引发运动诱发电位（MEPs），以评估皮质脊髓兴奋性的变化。（3）结果：与干预前测量相比，立即干预后，执行和想象的运动与 PES 配对均显著增加了最大 MEP 幅度，分别提高了 45 ± 63% 和 41 ± 63%；干预后 30 分钟，分别提高了 35 ± 54% 和 55 ± 83%（所有 p 值 ≤ 0.03）。两项干预之间未观察到显著差异。（4）结论：利用运动执行或运动想象的联想式脑机接口有效增加了皮质脊髓兴奋性。这些发现表明，两种形式的传出活动都是可行的，允许根据用户能力或临床情况灵活选择模式。

Kirstine Schultz Dalgaard|Lasse Jespersen|Julie Bilenberg Kypper Pihl|Andrew James Thomas Stevenson|Mads Jochumsen