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目前大多数旨在改善人类运动功能的脑机接口研究都涉及非侵入性脑机接口 。 无创脑机接口依赖于测量电磁变化如脑电图、脑磁图或代谢变化如功能磁共振成像、功能性近红外光谱—功能性近红外光谱的技术 。 除了高时间分辨率外 , 脑电图还具有使用方便、成本低和设备便携等优点 。 由脑电图捕获的与运动相关的大脑活动在频率 , 即感觉运动节律的调制或时域中进行分析 。
简而言之 , 感觉运动节律-脑机接口是由记录在a和b范围内感觉运动区域上方的节律的自愿调制来操作的 。 运动意图是脑电图中的缓慢负偏转 , 在运动开始之前涉及感觉运动系统内的许多大脑结构并且可以在一次试验中可靠地检测到 。 功能磁共振成像技术测量由例如运动任务引起的血氧水平相关信号的变化 , 提供高空间分辨率 。 目前可以在实时框架中识别血流动力学变化 , 并且可以在神经反馈环境中反馈给受试者 。
很少有研究探索基于功能磁共振成像的神经反馈在运动康复中的潜力 。 功能性近红外光谱还专注于局部血流动力学变化 , 可以有效替代昂贵且体积庞大的功能磁共振成像设备 。 与功能磁共振成像一样 , 它具有与低时间分辨率相关的类似限制 , 但它是便携的 , 因此几乎无处不在 , 最终允许在现实生活中进行脑机接口神经反馈运动训练 。 运动图像和自主运动尝试代表可以在为运动康复设计的脑机接口中利用的两类主要任务 。
【脑机接口|目前可以在实时框架中识别血流动力学变化,并且可以反馈给受试者】长期以来 , 运动图像一直被用于运动康复 , 作为一种在执行不安全或不可行时进入或参与运动系统的策略 。 在中风患者中 , 运动图像可以使用已被导致运动缺陷的病变以及除病变以外的大脑区域幸免的残留通路 。 运动图像作为一种治疗策略的实际疗效存在争议 , 因为临床试验导致了对比鲜明的结果 。 这种不确定性的原因主要归因于运动图像训练方案之间的差异以及缺乏对患者实际坚持所需心理任务的客观衡量标准 。
在这种情况下 , 基于运动图像的脑机接口提供了一种工具来监控和加强运动内容的心理练习 , 前提是任务设计赋予任务特定训练的原则 , 即运动图像内容和奖励反馈之间的一致性 , 以目标为导向的行动 , 这已被证明可以诱导运动皮层的可塑性并在现实世界的场景中转化康复效果 。 可以说 , 中风可能会影响患者进行运动图像的能力 , 具体取决于病变侧和部位 , 因此大脑对运动图像的反应可能会改变 。
尽管已证明中风患者有能力掌握基于运动图像的脑机接口 , 但哪个中风患者亚组可以从运动图像中获益最多的问题–基于脑机接口的干预措施值得进一步研究 。 布赫等人 。 表明 , 慢性中风后手握运动图像的表现依赖于顶额网络的完整性 。 运动康复的最终目标是提高日常生活中的运动技能 。 在具有残余运动能力的中风患者中 , 自主运动尝试是参与运动系统的最直接方式 , 它构成了大多数传统物理治疗的基础 。
在大脑层面 , 可以从运动开始前后的瞬间检测到自主运动尝试 。 在脑机接口环境中 , 与运动准备和最终执行相关的大脑活动可以像基于运动图像的用于康复的脑机接口一样被检测和加强 。 此外 , 自主运动尝试产生的肌肉激活可以通过肌电图记录包含在脑机接口范例中 。 所谓的混合脑机接口的特点是脑信号与肌电图记录的肌肉活动相结合 。
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