在基于脑机接口的中风康复中，时间同步性有助于促进运动功能恢复及同侧皮层重组：一项随机对照试验

《Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation》：Temporal synchrony promotes motor recovery and ipsilesional cortical reorganization in BCI-based stroke rehabilitation: a randomized controlled trial

　　

摘要

背景

脑机接口（BCI）在康复治疗中的作用机制目前仍不完全清楚。具体而言，尚不清楚功能改善主要是由主动的神经活动驱动，还是仅仅由运动意图与感觉反馈之间的时间关联性所导致。本研究旨在拆解BCI干预模式，从而明确这些核心要素对亚急性中风患者的功能恢复及大脑皮层重组的具体贡献。

方法

77名亚急性中风患者被随机分为三组。C组（同步组）在进行运动想象时，会获得基于实时任务状态检测的机器人辅助；B组（异步组）执行相同的运动想象任务，但得到的机器人辅助与任务时间无关；A组（假干预组）则接受模拟的运动想象检测以及预先设定好的被动机器人辅助。干预持续3周。主要临床评估指标为Fugl-Meyer上肢评估量表得分。此外，还使用了功能性近红外光谱技术作为探索性神经影像学手段，以获取与干预相关的皮层反应的初步信息。

结果

最终分析纳入了68名参与者。在调整基线值后，C组的干预后FMA-UE得分显著高于A组（调整后均值差为7.47，95%置信区间为[1.94, 13.00]，P=0.004）和B组（调整后均值差为9.72，95%置信区间为[4.14, 15.30]，P<0.001）。C组的干预后MBI得分也显著高于A组（调整后均值差为21.15，95%置信区间为[12.49, 29.81]，P<0.001）和B组（调整后均值差为21.27，95%置信区间为[12.42, 30.12]，P<0.001）。探索性神经影像学分析显示，只有运动想象过程中同侧感觉运动皮层侧化指数的变化与运动功能改善存在显著相关性（ρ=0.404，P=0.002，q=0.012），而在校正假发现率后，静息态或任务相关的fNIRS组间比较均无显著差异。

结论

在亚急性中风患者中，同步式BCI训练相比异步式和假干预方式能带来更显著的临床改善效果。这一益处仅在机器人辅助与实时任务表现相关时出现，尽管三组患者接受的设备使用时间和运动想象训练内容大致相同。目前的神经影像学研究结果仍处于探索阶段，需通过更大规模、具有明确影像学评估指标的研究来进一步验证。

试验注册情况该试验已在中国临床试验注册平台（ChiCTR2400091197）上注册，注册时间为2024年10月21日。伦理审批：已获得徐州市康复医院伦理委员会的批准（编号XK-LSW-20241017-009）。