学术动态 | 武汉同济唐洲平团队等在MedComm报道基于脑机接口的神经调控对脑卒中后功能障碍等的治疗前景

随着脑卒中急性期介入救治技术进步，越来越多患者得以存活并进入慢性康复期，但近半数幸存者遗留运动、认知、语言、言语等持续性功能障碍，其中上肢运动功能缺损最为高发，严重影响日常生活自理能力。

其核心病理机制为：缺血或出血损伤导致下行运动通路（尤以皮质脊髓束为主）结构破坏或功能离断。当前脑卒中后运动康复以传统物理治疗为主，包含主动与被动训练，依托重复性任务特异性训练诱导神经可塑性，代表性方案有强制性运动疗法、神经肌肉电刺激、康复机器人训练、运动想象疗法、虚拟现实康复等。这类手段虽能通过增强神经可塑性实现一定程度功能恢复，但多数患者发病约 6 个月后疗效进入平台期，相较未干预患者改善幅度有限，大量患者无法恢复独立生活所需的运动功能。此外，重度运动障碍患者残存运动功能不足，难以参与并获益于传统康复训练 ，亟需适配更广病情严重程度、更高效促进运动恢复的新型康复策略。鉴于脑卒中后功能恢复高度依赖神经可塑性，可强化并维持可塑性重塑的干预手段已成为研究热点。

基于脑机接口的神经康复是极具潜力的新兴方案。脑机接口可让患者主动调控自身神经活动，将康复从被动训练转变为交互式、自适应干预模式，有望显著提升功能预后。适配脑卒中患者的脑机接口主要分为两类：辅助型脑机接口通过绕过受损神经通路，实现外部设备的直接通信与控制 ，血管内脑机接口便是典型，依托血管内电极阵列对接外部智能平台，帮助重度运动障碍患者完成通信、网络操作等；康复型脑机接口则通过四大核心机制重塑功能与结构神经可塑性：①神经反馈训练；②强化型操作条件反射；③重复性任务训练强化神经环路；④赫布学习法则。两类脑机接口并非相互排斥：部分系统初期提供运动辅助，配合长期训练可逐步恢复自主运动控制能力。

神经调控也是脑卒中运动康复的关键组成。功能性电刺激作为开环干预已广泛用于运动功能改善；而脑机接口融合功能性电刺激的闭环系统，因可关联神经运动意图与实时运动输出，疗效显著优于单一功能性电刺激。在此基础上，硬膜外脊髓电刺激、脑深部电刺激等新兴神经调控策略与脑机接口结合，可进一步提升康复效果，在脑卒中患者即时功能改善与长期运动恢复中前景突出 。

脑卒中长效运动恢复，需要比现有血管内脑机接口精度更高、信息更丰富的控制信号，多自由度机器人假肢、功能性电刺激等康复外设的高效运转，均依赖高空间分辨率、高信噪比的神经信号。优化方向主要有两点：提升单设备电极密度、装置微型化。临床常用的犹他微电极阵列含 100 枚电极（96 个有效通道），成对植入可达 192 个记录通道，而现有 Stentrode 仅 16 枚电极；单纯多支架植入扩充通道不具备可行性，提升单设备电极密度是更现实路径。装置微型化则可让电极植入更贴近靶皮层的细小血管，同步提升空间分辨率与信号质量。Zhang 团队研发出 16 通道超柔性血管内电极，可植入啮齿类脑部直径仅 100 µm 的血管 ，覆盖大脑中动脉、大脑前动脉供血的多块皮层区域，不仅可采集局部场电位，还能捕捉单个神经元活动，信号保真度大幅提升。微型化阵列还可在感觉运动皮层血管网络多点植入，同步采集运动辅助区、运动前区、顶叶后皮层信号，通过分布式记录优化运动意图解码，助力脑卒中患者实现更精准的运动控制与功能恢复。