浙江
脊髓损伤患者常常失去活动能力，但其大脑仍在发送正确的信号，研究人员测试了脑电图（EEG）扫描是否能捕捉这些信号并将其导向脊髓刺激器。系统能够检测患者是否试图移动，但精细控制程度不够，未来通过改进有望将意图转化为行动。
在发表于《APL Bioengineering》杂志的一项研究中，意大利和瑞士的科学家探讨了脑电图（EEG）是否能帮助弥合这一差距。研究重点在于确定脑电图是否能够捕捉与运动相关的大脑信号，并将其与身体重新连接。当一个人试图移动瘫痪的肢体时，大脑会产生与该动作相关的信号。如果这些信号能够被检测和解读，就能将其发送至脊髓刺激器，从而激活该肢体中负责运动的神经。
超越脑部植入物
大多数早期研究依赖外科手术植入的电极直接记录大脑的运动信号。尽管这些系统显示良好的效果，但研究团队仍希望探讨脑电图是否能提供更安全的选择。
脑电图系统以电极帽的形式佩戴，通过头皮记录大脑活动。虽然这套装置看起来复杂，但避免了将设备置入大脑或脊髓所带来的感染等风险。
读取运动信号的挑战
使用脑电图解码运动意图，已逼近现有技术的极限。脑电极位于头部表面，难以捕捉来自大脑更深处的信号。
对于涉及手臂和手部的动作，这一限制问题较小。控制腿脚的信号更难被检测，因为它们来自更靠近大脑中央的区域。
大脑主要在中央区域控制下肢运动，而上肢运动则更多在外侧，与下肢相比，解码上肢意图的空间映射更容易实现。
机器学习助力解读大脑活动
为了更好地分析脑电图数据，研究人员使用了一种专为处理小型复杂数据集设计的机器学习算法。检测过程中，患者佩戴脑电图帽并尝试一系列简单动作。团队记录了由此产生的大脑活动，并训练算法将信号分类。
系统成功区分了患者试图移动和保持静止的时刻。然而，在区分不同的运动尝试（如区分动左手还是右手）方面仍存在困难。
研究人员相信，随着进一步开发，方法可以得到改进。通过计划优化算法，能够使其识别站立、行走或攀爬等具体动作。团队还希望探索利用这些解码信号激活脊髓损伤患者体内植入的刺激器。如果成功，这种方法有望推动非侵入性脑扫描技术更接近于帮助瘫痪患者重获有意义的运动能力。
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论文标题：Brain waves could help paralyzed patients move again
参考文献：Laura Toni, Valeria De Seta, Luigi Albano, Daniele Emedoli, Aiden Xu, Vincent Mendez, Filippo Agnesi, Sandro Iannaccone, Pietro Mortini, Silvestro Micera, Simone Romeni. Decoding lower-limb movement attempts from electro-encephalographic signals in spinal cord injury patients. APL Bioengineering, 2026; 10 (1)
DOI: 10.1063/5.0297307
来源 | American Institute of Physics、SCIENCE DAILY
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