
脑机接口技术近年来应用热度持续攀升,其覆盖的疾病种类不断拓展,技术类型可分为侵入式、非侵入式及半侵入式三类。2025年,该技术在脑血管病领域的研究逐步深入,其中非侵入式脑机接口因安全性高、耐受性好等优势,成为脑卒中康复领域的研究重点。本文基于2025年相关研究成果,聚焦非侵入式脑机接口在脑卒中康复中的临床应用进展,对核心研究进行系统梳理与分析。
1.定义迭代
脑机接口的传统定义为在人或动物大脑与外部设备之间建立直接连接,实现脑与设备的信息交换。2025年,清华大学高小榕、高上凯教授团队对该定义进行优化,明确其为“脑在环路”的双向闭环架构,一方面实现“脑到计算机”的信息传输,另一方面完成“计算机到脑”的反馈交互,实现人工智能与人类智能的深度耦合,进一步凸显了技术的双向交互与智能融合核心。
2.三大核心范式
P300范式:指对大脑施加小概率、一次性事件刺激后,大脑在250~500 ms(约300 ms)内产生特定电位反应(正向偏移电位)。
稳态视觉诱发电位(SSVEP)范式:通过固定频率的持续视觉刺激,使大脑皮层产生与刺激频率相关的稳态脑电反应,是脑机接口技术中常用的诱发式范式。
运动想象(MI)范式:脑机接口的重要范式之一,通过解析人类在特定的运动想象模式下产生的大脑信号,判断其运动想象意图,最后将其转化成相应的控制命令,实现大脑与外部设备的直接通讯和控制。
通过检索2025年PubMed数据库中“卒中”与“脑机接口”相关的随机对照试验,共获取9篇文章。以下内容重点解析4项具有代表性的研究成果,其研究设计与创新方向为该领域的临床转化提供了参考。
1.多感官反馈脑机接口促进慢性脑卒中运动功能恢复
该研究由复旦大学华山医院陆蓉蓉团队与上海交通大学医学院松江研究院高郑润合作完成,首创了“多感官脑机接口系统”,将本体感觉(通过外骨骼实现)、触觉(通过手刷实现)、视觉(通过VR实现)三者结合,突破了传统脑机接口仅聚焦运动功能、缺乏多感官协同的局限。
研究设计:纳入40例慢性脑卒中患者(发病6个月以上),纳入标准为Fugl-Meyer上肢评分<31分,徒手肌力检查分级0~1级。随机分为试验组(多模态脑机接口干预)与对照组(纯运动想象,无反馈系统),试验组采用24通道脑电采集,结合腕部被动运动、触觉刺激及VR技术,每次干预30 min,每周5次,共20次。
疗效与机制:试验组Fugl-Meyer评分改善显著优于对照组(P=0.015),其中7例患者恢复主动腕伸展(对照组仅2例),功能磁共振验证显示,患者手部运动高阶网络(含默认模式网络、腹侧背侧注意网络等额叶网络)均呈激活状态,证实该技术通过增强“皮层-高阶网络-健侧运动皮层”的信息流通路,促进运动功能康复。
局限与启示:样本量较小,需扩大研究规模进一步验证,但该研究为家庭远程康复模式的探索奠定了技术基础。
2.脑机接口控制软体机器人手套改善亚急性期脑卒中患者上肢预后
该研究由南京医科大学第一附属医院联合江南大学附属医院、河海大学、复旦大学附属华山医院共同完成,聚焦亚急性期脑卒中患者的上肢康复,核心亮点是将脑机接口与软体机器人手套结合,强调“运动想象成功与反馈的闭环联动”,区别于传统固定模式康复设备。
研究设计:纳入39例亚急性期脑卒中患者,其中试验组20例、对照组19例,纳入标准为Brunnstrom手功能Ⅱ~Ⅳ级,上肢运动研究量表(ARAT)粗运动≥3分。试验组采用“脑机接口+软体机器人手套”干预方案,仅当运动想象被成功识别时,手套才会带动肢体进行主动-被动结合运动,干预方案为每次20~25 min,共20次(为期1个月),采用近红外技术监测脑皮层激活状态。对照组采用固定模式手套运动,与患者运动想象无关。
疗效与机制:试验组Fugl-Meyer上肢评分改善显著优于对照组,机制层面证实双侧感觉运动皮层、前额叶激活显著增强,研究提示运动想象与反馈的闭环联系是康复获益的关键因素。
3.运动想象+虚拟现实双任务脑机接口改善卒中患者平衡与注意力
该研究由南京医科大学第一附属医院联合南京体育学院、南京医科大学等单位完成,突破传统脑机接口聚焦运动功能的局限,针对脑卒中患者常见的平衡障碍与注意力缺损开展干预,构建“脑机接口+VR双任务”康复模式。
研究设计:纳入30例脑卒中患者,其中试验组14例、对照组16例,纳入标准为下肢Brunnstrom≤Ⅳ级,并且存在平衡与注意力障碍。试验组通过脑电采集系统将成功的运动想象信号反馈至VR系统,联动脚踏板与平衡训练装置进行干预,受试者共进行20次干预(为期1个月);对照组采用单纯脚踏车训练(无运动想象与VR);评价指标包括Berg平衡量表、符号数字模式测验(SDMT)及客观指标(前额叶脑电α/β波能量比)。
疗效:试验组平衡功能、注意力及注意力指数均获得显著改善,证实脑机接口结合VR的双任务模式对脑卒中患者非运动功能康复具有积极作用。
4.运动想象与运动协同结合的多模态脑机接口研究
该研究由西安交通大学第一附属医院何娟与浙江大学机器人研究院朱世强合作完成,研究对照组采用预录制数据反馈模式(患者佩戴脑电帽但接受模拟脑机接口信号,与自身运动想象无关),减少安慰剂效应。同时,该研究整合多维度评价体系,包括临床量表(Fugl-Meyer)、生理指标(脑电/肌电)及近红外监测,全面评估受试者情况。
研究设计:纳入发病2周~3个月的脑卒中患者,皮质下病变致偏瘫的患者。试验组采用“运动想象+实际运动尝试”的多模态干预,干预疗程为每日1次,每次20 min,每周5次,共2周。
疗效与机制:试验组Fugl-Meyer评分显著提高,脑电、肌电及近红外监测证实,前额叶-运动网络的整合作用是康复获益的核心机制。
局限与启示:研究样本量较小,需进一步扩大验证。但是,其多模态评价体系与科学对照组设计,为后续研究提供了方法学参考。
2025年非侵入式脑机接口在脑卒中领域的临床研究虽未出现顶尖高分成果,但已呈现鲜明的创新趋势:技术层面从单一感官反馈向多模态整合升级,应用场景从运动功能康复拓展至平衡、注意力等非运动功能干预;设备形式从固定装置向软体机器人等新型载体延伸;机制探索则结合功能磁共振、近红外、脑电波形分析等多技术手段,逐步揭示康复获益的神经生理基础。
目前,我们项目团队正与上海大学杨帮华教授及韶脑科技开展产学研合作,针对不同病程、不同影像表现的脑卒中患者,探索单信号/多信号反馈模式、脑电通道优化配置、设备操作性简化等方向的研究。此外,天坛医院已设立脑机接口专项病房,为该技术的临床转化提供了重要平台。未来,随着样本量扩大、研究设计优化及技术迭代,非侵入式脑机接口有望在脑卒中康复领域实现更广泛的临床应用,为患者带来更多康复获益。

孟霞 教授
首都医科大学附属北京地坛医院
神经病学主任医师,教授,博士生导师,首都医科大学附属北京地坛医院副院长,原天坛医院国家神经系统疾病临床医学研究中心办公室主任,国家“万人计划”科技创新领军人才。农工党第十七届中央教育科技工作委员会副主任兼秘书长,中国卒中学会临床研究部主任,重庆天渝神经科学转化研究院首届理事长。
长期从事脑血管病临床研究、机制研究及新药研发工作,主持创新药物研发国家科技重大专项,国家常见多发病重点研发计划、国家自然科学基金等重点项目10余项。曾带领团队搭建国际一流的脑血管病ARO模式的创新药物临床评价技术及网络体系,支持团队发表四大临床顶刊18篇。曾参与构建中国“脑血管病精准双抗药物治疗方案(CHANCE系列研究)”,研究改写了脑血管病国际临床治疗指南。并研发、评估非侵入式脑机接口康复训练系统,并建立技术标准。以第一或通讯作者在JAMA、BMJ、Lancet Neurology等高质量学术期刊发表SCI论文40余篇。获国家科学技术进步奖二等奖1项;研究成果两度入选“中国生命科学十大进展”。
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编辑|彭盼盼
来源:神经时讯
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