前沿 | 迈向标准化脑机接口康复:GRASS框架引领脑梗后手部功能递进式精准康复

脑机接口星球 2026-04-01 17:17
前沿 | 迈向标准化脑机接口康复:GRASS框架引领脑梗后手部功能递进式精准康复图1

脑梗死与脑出血 ©DADA2

脑卒中(一种类型为脑梗死)作为全球成年人致残的首要原因,手部运动功能障碍是其最常见、最顽固的后遗症之一,约七成患者在发病后会出现不同程度的手部功能受损,常规康复治疗往往难以突破恢复瓶颈,严重影响患者生活自理能力与回归社会的可能。

近日,《Neurological Sciences》发表了一项由中国多机构联合开展的临床研究,首次提出并验证了基于GRASS标准的分阶段递进式脑机接口(BCI)康复方案在一例基底节脑梗后右侧偏瘫患者的治疗中取得显著成效,为脑卒中后神经康复的标准化、可复制化发展提供了全新路径。

激活、强化、功能提升:递进式脑机接口康复

此次研究由广州医科大学附属惠州医院、复旦大学附属华山医院、郑州大学第五附属医院等机构联合完成,研究团队针对传统脑机接口结合运动想象 (Motor Imagery, MI)、动作观察 (Action Observation, AO) 康复方案存在的报告不规范、方法异质性高、难以横向对比与临床转化等痛点,创新性引入GRASS(动作模拟研究报告指南)框架,构建了一套覆盖核心激活、强化、功能提升三阶段的递进式脑机接口康复体系。

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临床特征表征及GRASS引导下分阶段递进式脑机接口康复框架(部分,详见原文)©研究团队/Neurological Sciences

病例与实验设计

该方案以60岁左侧基底节梗死伴右侧偏瘫男性患者为研究对象,患者发病后1个月入院,入院时右侧上肢仅能部分抬至肚脐水平,右手无任何抓握功能,上肢Fugl-Meyer评分仅8分,日常生活高度依赖他人协助,同时合并轻度认知功能障碍,康复需求极为迫切。

在治疗设备与技术层面,研究团队采用24通道无线脑电采集系统结合手部外骨骼机器人,通过精准捕捉大脑运动皮层C3、C4电极位点的Mu波事件相关去同步化信号,实时解码患者的运动意图,触发外骨骼机器人完成抓握、释放动作,形成“动作观察-运动想象-脑机解码-外骨骼反馈”的完整闭环。

康复三阶段

整个康复周期为期9周,分为三个连续阶段,每阶段持续3周,每周开展5次脑机接口训练,配合每日3小时的常规康复治疗,包括物理治疗、作业治疗、针灸、按摩等。

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三阶段分阶段渐进式康复方案。©研究团队/Neurological Sciences

第一阶段为核心激活期,以碗具抓握释放为训练任务,单次训练30分钟,重点唤醒大脑运动皮层神经活性;

第二阶段为强化期,升级为网球抓握释放,训练时长延长至40分钟,强化运动想象与动作执行的协同性;

第三阶段为功能提升期,以棋子拾取放置等精细动作为核心,进一步提升手部精准控制能力,全程严格遵循GRASS标准,对受试者信息、训练指令、视角设计、剂量控制、依从性监测等核心要素进行透明化、标准化记录,确保研究方法可追溯、可重复。

康复结果

经过45次系统康复训练,患者的运动功能与生活能力实现跨越式提升。上肢 Fugl-Meyer评分从基线8分提升至45分(总66分),动作研究手臂测试评分从1分提升至18分(总57分),Wolf运动功能测试评分从5分提升至45分(总75分),改良Barthel指数从42分提升至95分(总100分),脑机接口信号识别准确率稳定达到95%

临床观察显示,患者已能独立完成用勺进食等日常生活动作,辅助器具依赖度显著降低,情绪状态明显改善,3个月随访评估显示,各项功能指标无明显回落,康复效果具备良好的持续性,且整个治疗过程未出现任何不良反应,充分证实该方案的安全性与有效性。

迈向脑机接口康复的标准化

研究团队在论文中指出,传统脑卒中后手部康复方案因缺乏统一报告规范,不同研究在训练模式、任务设计、剂量把控等方面差异巨大,导致循证医学证据整合困难,难以形成标准化临床路径。而GRASS框架的应用,从受试者特征、训练指导、视觉视角、干预剂量等维度建立了统一标尺,有效解决了方法学异质性问题。

本次研究中,团队采用第一人称与第三人称结合的动作观察视角,基于PETTLEP模型优化训练指令设计,同步匹配动作观察与运动想象任务,最大程度激活镜像神经元系统与运动规划网络,结合外骨骼提供的本体感觉反馈,闭合感觉运动环路,促进大脑神经可塑性重塑,这也是患者功能快速恢复的核心机制。

研究团队指出,此次单病例验证的成功,不仅证明了GRASS指导下分阶段递进式脑机接口康复方案的可行性,更重要的是为脑卒中神经康复研究提供了标准化报告范式。未来需要基于该方案启动多中心临床研究,进一步扩大样本量,探索适用于不同病程、不同损伤部位脑卒中患者的个性化康复参数,同时挖掘神经电生理、行为学等生物标志物,构建康复效果预测模型,推动脑机接口康复技术从实验室走向临床一线。

关于GRASS

动作模拟研究报告指南/GRASS (Guidelines for Reporting Action Simulation Studies) 是2024年20多名学者共同提出的、专门针对运动想象、动作观察及两者结合 (AOMI) 研究的报告规范,旨在解决这两者采用的实验流程差异极大、实验报告标准化方案缺失的问题。比如想象运动的时间有长短,观察的第一人称视角/第三人称视角不清楚,临床研究中训练的参数、强度和参与者的选择都不一样,且随意性很大。

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左:运动想象;右:运动观察 ©F. Cuenca-Martinez, et al./Brain, Cognition and Mental Health

运动想象、动作观察本质是看不见的内部认知过程,因此需要引入一套操作性方法规范和明晰这些过程,让研究可重复、可验证,提高临床研究质量,也便于进一步提升运动想象和运动观察在临床应用中的价值,助力形成临床指南。倡议者提出每份GRASS清单均包含:核心方法学细节、与特定动作模拟模式相关的核心细节,以及视具体情况可补充参考的其他要点。(详见:https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2023.108733

论文信息

标题:A GRASS-guided phased progressive brain-computer interface approach for post-infarction hand motor recovery

期刊:Neurological Sciences

发表时间:2026/3/26

作者团队:Zou, G., Chen, L., Tan, H. et al. 详见下图

DOI:https://doi.org/10.1007/s10072-026-08949-x

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