神經系統(tǒng)疾病是全球第二大死亡原因，涵蓋腦卒中、多發(fā)性硬化癥、肌萎縮側索硬化癥等多種病癥，常導致運動、感覺和認知功能障礙，給患者生活、家庭負擔及社會醫(yī)療系統(tǒng)帶來沉重壓力。近日，大理大學團隊發(fā)表于《Frontiers in Rehabilitation Sciences》的一項綜述研究，系統(tǒng)梳理了腦機接口（BCI）技術在神經系統(tǒng)疾病康復領域的研究現狀、應用進展、核心機制及未來方向，聚焦腦卒中、多發(fā)性硬化癥（MS）、肌萎縮側索硬化癥（ALS）、脊髓損傷（SCI）、帕金森病（PD）、腦癱（CP）和神經病理性疼痛（NP）等七大核心病癥，為該領域的臨床轉化與技術優(yōu)化提供了全面參考。

腦機接口應用在各類神經系統(tǒng)疾病中的分布情況

腦機接口基礎

傳統(tǒng)康復治療存在局限性，而腦機接口技術通過直接解碼腦信號，將運動意圖轉化為外部設備控制指令，憑借神經可塑性原理，為神經康復開辟了新路徑。腦機接口核心優(yōu)勢在于構建閉環(huán)反饋系統(tǒng)，無需依賴明顯肢體運動，即可通過實時神經信號與反饋的精準配對，促進大腦皮層重組，強化殘存的感覺運動回路，相比傳統(tǒng)治療更能高效驅動神經可塑性變化。

腦機接口技術可分為輔助型和康復型兩類，前者聚焦溝通與環(huán)境控制，后者側重功能恢復，且已發(fā)展出非侵入性（如腦電圖EEG）、半侵入性（如皮層腦電圖ECoG）等多種實現方式，結合功能性電刺激（FES）、虛擬現實（VR）、機器人設備等多模態(tài)反饋，顯著提升了康復效果。

神經可塑性是腦機接口康復的核心理論基礎，指大腦在學習、損傷后重組神經網絡、形成新連接的能力，體現在突觸可塑性、結構可塑性和功能可塑性等多個層面。腦機接口通過構建高維度、動態(tài)的“豐富環(huán)境”，借助實時閉環(huán)刺激，靶向調節(jié)多尺度可塑性機制，喚醒休眠神經元，強化突觸連接，促進神經功能重塑。

腦機接口系統(tǒng)的工作流程

腦機接口技術流程主要包括神經信號采集（通過EEG、肌電圖EMG等傳感器）、預處理、特征提取、模式識別與設備控制，最終通過反饋回路形成自調節(jié)交互，支持患者自適應學習與功能恢復。

常見的腦機接口范式包括運動想象（MI-BCI）、P300事件相關電位、穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位（SSVEP）等，混合腦機接口則通過融合多種范式或生物信號，進一步提升系統(tǒng)穩(wěn)定性與適用性。

神經疾病康復應用進展

1 腦卒中：臨床研究最集中、可改善運動功能恢復

腦卒中后運動障礙嚴重影響患者生活質量，傳統(tǒng)康復對重度癱瘓者效果有限。神經可塑性是腦卒中后康復的核心基礎，腦機接口通過直接解碼運動意圖形成閉環(huán)訓練，更符合神經可塑性時序規(guī)則，多項臨床試驗證實其在上肢、手功能及步態(tài)康復中優(yōu)于傳統(tǒng)療法。腦機接口療效受卒中類型、病灶部位、剩余網絡完整性及干預時機影響，亞急性期為最佳窗口期。

基于腦機接口的腦卒中后運動康復機制

當前腦機接口系統(tǒng)仍存在信號穩(wěn)定性、準確率不足、臨床轉化難等問題，未來需向自適應、多模態(tài)融合、個性化及便攜低成本方向發(fā)展，同時兼顧患者心理狀態(tài)，實現精準神經康復。

2 多發(fā)性硬化癥：步態(tài)、肢體功能等恢復具備可行性

多發(fā)性硬化癥（MS）是一種累及中樞神經系統(tǒng)的慢性自身免疫性疾病，可出現運動、感覺、共濟、視覺及認知障礙，嚴重影響患者生活質量與活動能力，是青壯年非創(chuàng)傷性致殘的主要疾病之一。腦機接口為多發(fā)性硬化癥康復提供了新路徑，依托活動依賴性神經可塑性，閉環(huán)腦機接口可將運動意圖與即時感覺/本體感覺反饋配對，在肌電信號微弱或疲勞時仍能通過腦電實現穩(wěn)定控制。

現有研究證實，MS患者運動想象解碼精度與健康人相近，腦機接口聯(lián)合功能性電刺激可顯著提升步行速度、肢體功能與生活質量，并伴隨神經可塑性改變。但當前研究仍以短期干預為主，樣本量有限、長期療效與個體差異尚不明確，未來需開展大樣本、長隨訪研究，完善生活質量評估，推動腦機接口融入常規(guī)康復體系。

3 肌萎縮側索硬化癥：早期輔助溝通和通信

肌萎縮側索硬化癥（ALS，即漸凍癥）是致命性中樞神經系統(tǒng)神經退行性疾病，以上下運動神經元功能障礙為特征，臨床表現為肢體、吞咽、言語和呼吸肌肉進行性無力，部分患者伴認知行為改變，晚期可能進入閉鎖狀態(tài)。腦機接口為ALS患者提供了繞過受損運動神經元的溝通和控制途徑，根據疾病階段適配不同范式，早期可結合運動想象、FES等延緩自主控制能力衰退，晚期可通過P300、SSVEP等實現溝通。

現有研究證實侵入性腦機接口能長期穩(wěn)定支持患者溝通，但非侵入性腦機接口在完全閉鎖狀態(tài)下效果有限，混合現實等技術可提升腦機接口實用性。目前腦機接口研究存在樣本量小、個性化不足等局限，未來需開發(fā)自適應系統(tǒng)、優(yōu)化疲勞敏感型訓練方案，并納入生活質量、照護者負擔等結局指標，更好契合患者綜合需求。

4 脊髓損傷：具備恢復運動功能的潛力

脊髓損傷（SCI）由創(chuàng)傷或非創(chuàng)傷因素引發(fā)，會造成損傷平面以下感覺、運動功能喪失，是長期殘疾的主要原因，每年新增25萬至50萬例。腦機接口主要通過恢復功能性運動、緩解中樞神經性疼痛、提升家庭與社會參與度來改善患者生活質量，既可作為輔助設備代償運動功能，也能通過誘導神經可塑性促進康復。

多項臨床研究證實，腦機接口聯(lián)合功能電刺激、腦-脊髓接口等能幫助患者恢復抓握、行走等能力，便攜式與算法優(yōu)化正推動其從實驗室走向家庭應用。但該技術仍存在個體差異影響、長期適應性不足、生理反饋機制不明確、植入器件穩(wěn)定性待驗證等問題，未來需向個性化、閉環(huán)自適應與更優(yōu)用戶體驗方向發(fā)展。

5 帕金森病：在運動功能方面有顯著改善

帕金森病是常見神經退行性疾病，核心特征為大腦多巴胺能神經元丟失，引發(fā)震顫、僵硬等運動障礙，發(fā)病率隨年齡增長而升高。目前標準治療以藥物、物理治療為主，晚期可采用深部腦刺激（DBS），閉環(huán)DBS通過實時監(jiān)測β節(jié)律優(yōu)化刺激效果。腦機接口為帕金森病康復提供新路徑，區(qū)別于DBS的神經調控作用，腦機接口通過解碼腦活動提供反饋或輔助控制。

研究表明，腦信號反饋訓練可調節(jié)異常神經活動、增強可塑性，EEG運動想象腦機接口可在運動微弱時提供輔助。腦機接口選擇需結合患者表型，其通過改善運動功能提升患者生活質量。多模態(tài)監(jiān)測、EEG-EMG聯(lián)合解碼等研究為腦機接口臨床應用奠定基礎。未來需整合腦機接口與自適應DBS，構建個性化閉環(huán)神經康復方案，彌補傳統(tǒng)療法長期效果局限。

6 腦性癱瘓：初步探索溝通輔助與運動功能訓練

腦性癱瘓（即腦癱）是兒童嚴重神經殘疾的最常見原因，為非進行性運動和姿勢障礙，具有高度異質性，分為痙攣型、運動障礙型和共濟失調型等亞型，常伴隨感知或智力缺陷。傳統(tǒng)康復存在參與度不足、進展停滯等問題，而兒童神經可塑性優(yōu)勢為腦機接口融入康復提供了依據。腦機接口作為傳統(tǒng)康復的輔助手段，可通過神經層面反饋適配不同亞型腦癱的康復需求，提升運動控制和溝通能力，改善患者生活質量。

初步研究顯示，腦癱兒童可穩(wěn)定操作腦機接口，家庭化、游戲化腦機接口能提升訓練依從性，ErrP檢測可優(yōu)化腦機接口交互效果。但目前相關研究有限，未來需結合兒童發(fā)育特點定制腦機接口范式，開發(fā)自適應算法，設計家庭友好型系統(tǒng)，開展長期隨訪，進一步探索腦機接口在腦癱臨床康復中的應用價值。

7 神經病理性疼痛：提出非藥物止痛方法

神經病理性疼痛是由軀體感覺神經系統(tǒng)損傷或功能障礙引發(fā)的慢性疼痛，常見類型包括三叉神經痛、糖尿病周圍神經病變等，患者常出現燒灼樣、刺痛等自發(fā)痛，伴隨感覺和痛覺過敏，嚴重影響生活質量。腦機接口為NP治療提供了新型補充手段，與傳統(tǒng)外周或脊髓神經調控方法不同，腦機接口直接作用于中樞，可實時解碼疼痛相關皮層活動，實現閉環(huán)干預，還能支持患者自我調節(jié)訓練，提升治療主動性。

現有試點研究顯示，腦機接口結合VR、TENS或音樂療法等，能有效檢測疼痛并減輕癥狀，改善患者生活質量，且家用腦機接口方案具有良好可行性。但目前研究存在局限，如未充分考慮患者個體差異，音樂療法效果受個人偏好和文化背景影響。未來需進一步探究個體差異，優(yōu)化腦機接口技術，拓展其在NP康復中的應用場景。

神經康復領域中腦機接口的現狀及不足概述

共性局限與發(fā)展路線圖

當前腦機接口神經康復領域仍存在共性局限：研究樣本量小、方案異質性高、長期隨訪數據不足；信號質量受腦損傷影響波動較大，解碼算法適應性有待提升；個性化程度與用戶體驗不足，部分系統(tǒng)操作復雜、患者依從性受限；臨床轉化面臨硬件成本、便攜性及醫(yī)療場景適配等問題。

針對這些挑戰(zhàn)，綜述提出了未來發(fā)展路線圖：構建個性化皮層網絡模擬器，結合多模態(tài)神經數據優(yōu)化治療方案；開發(fā)自架構解碼器，實現信號處理鏈的自主校準與動態(tài)調整；設計自適應治療協(xié)議，根據神經學習指標實時調整任務難度與反饋模式；整合外周神經接口，提供本體感覺與觸覺反饋，完善“感覺寫入”機制。同時，需重視跨學科協(xié)作，平衡技術創(chuàng)新與倫理規(guī)范，優(yōu)先保障患者福利。

總體而言，腦機接口技術憑借其直接鏈接腦信號與外部干預的獨特優(yōu)勢，已成為神經系統(tǒng)疾病康復的重要創(chuàng)新方向，在多種病癥中展現出改善功能、提升生活質量的巨大潛力。盡管當前仍面臨技術、臨床與轉化層面的多重挑戰(zhàn)，但隨著個性化設計、信號處理算法與多模態(tài)融合技術的持續(xù)進步，腦機接口有望實現從實驗室到臨床常規(guī)應用的跨越，為神經康復帶來革命性變革。未來研究需聚焦核心技術瓶頸，強化長期臨床驗證，推動系統(tǒng)便攜化與普惠化，讓更多患者受益于這一創(chuàng)新性治療手段。

標題：《Current status and future prospects of brain–computer interfaces in the field of neurological disease rehabilitation》

DOI：https://doi.org/10.3389/fresc.2026.1666530

來源：腦機接口星球

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