蒋仕琪 田淑华 李梦晓 金荣疆

    脑-机接口(brain-computer interface，BCI)技术是近年来迅速发展的一种电脑通讯系统，是一种不依赖于大脑-外周神经与肌肉正常输出通道的控制系统，通过采集和分析人脑生物信号，在人脑与计算机或其他电子设备间建立起直接交流或控制的通道[1]。BCI技术能够帮助严重运动功能障碍的患者实现直接与外界的交流。BCI技术常融合一些认知任务来诱导大脑的神经可塑性，帮助患者恢复运动功能[2]。

    中枢神经系统损伤的患者，在肢体运动功能上有明显的障碍。卒中发病后在急性期进行康复训练，部分患者可自行恢复且效果良好，但在后遗症期，传统康复训练效果则不明显，患者自行恢复能力显著降低，尤其是上肢运动功能恢复等问题[3]。脊髓损伤的患者常常表现为四肢瘫，上下肢运动功能不同程度的下降，而传统的康复训练往往达不到效果。因而，在中枢神经系统损伤后不断寻求新的康复训练方法显得格外重要。基于此，笔者就BCI技术在中枢神经系统损伤患者康复训练的研究进展综述如下。

    1 BCI技术及其工作原理

    BCI是一种通讯设备，通过提取患者的脑电信号，分析患者脑电信号的特点，将此转化为计算机可以识别的语言，作为指令输出来控制周围的环境[4]。BCI有一套完整的系统[5]，其中包括三要素：第一，将特定的神经电活动信号编辑成为BCI控制信号；第二，BCI控制训练可诱发受损大脑皮质重塑，重塑后皮质又能使控制训练的能力提高；第三，需有充足的时间和空间分辨率的神经电信号记录方法。其次BCI工作系统也包括信号收集、信号检测、解码翻译和输出设备等4个组件。

    信号收集和检测是将提取的大脑信号放大、滤波等过程，进行特征提取及分类处理。解码翻译是BCI工作的核心环节，经过处理的电信号解码后形成输出指令，并且这种解码能够适应人体大脑变化和周围环境变化，从而及时对输出信号进行调整改变[6]。很大程度上BCI的应用基于脑组织可以通过轴突发芽、轴突数量增加、离子通道改变、潜伏通路的启用及未受损组织的代偿等方式进行功能重组[7]。近年来，BCI又与其他新技术相结合应用于中枢神经系统损伤的康复，其中机械假肢、机械矫形器、功能电刺激和康复机器人等均已经成为其常用的输出设备[8]。

    BCI根据信号收集和检测的途径不同[9-10]，可分为基于脑电信号的BCI和基于脑活动代谢信号的BCI。前者可分为植入式BCI和非植入式BCI。植入式BCI的信号来源可以是脑神经元峰电位、细胞外局部场电位或皮质电位；而非植入式BCI目前的研究热点是基于表面脑电的BCI(electroencephalogram-BCI ......