
脑机百科消息(bciwiki.com),据《Frontiers in Neuroergonomics》的期刊记录,一项面向未来外骨骼踝关节控制的功能性近红外试点研究于2026年10月16日发表。作者单位包括巴基斯坦Air University、Riphah International University及The Chinese University of Hong Kong。研究开发并评估非侵入式脑机接口框架,从运动皮层的功能性近红外(fNIRS)信号中解码踝部动作,生成离线和模拟在线控制指令。
研究使用基于PsychoPy的任务范式,采集20名健康参与者及7名踝部运动障碍患者在静息、踝背屈和跖屈时的数据;后两种动作分别对应脚尖向上抬起和向下压。预处理后,研究比较了6种统计特征的不同组合,以及线性判别分析(LDA)、二次判别分析(QDA)、支持向量机(SVM)和k近邻(kNN)4种分类器。
在20名健康参与者的留一受试者交叉验证中,即每轮将一名参与者留作测试,SVM的平均离线分类准确率为72.50%±13.8%,kNN为65.83%±13.5%,LDA为63.75%±16.1%,QDA为60.42%±17.7%。Friedman检验显示分类器之间存在总体显著差异(p=0.0311);这一总体检验不等于每两种分类器之间均有显著差异。
模拟在线测试采用SVM和滑动窗口,分别设置0.5秒、1秒及1.5秒步长,并在每名参与者内部开展留一试次验证。最高平均准确率出现在1.5秒步长,为62.2%±14.1%。患者组使用SVM、采用留一试次交叉验证时,平均准确率为57.23%±5%。这些评估的对象和验证方式不同,不宜将其作为同一条件下的直接比较。
作者认为,离线与模拟在线结果支持基于fNIRS的外骨骼踝关节控制具有概念验证层面的可行性,可为未来前瞻性康复应用研究提供基础。本研究结果不等同于已完成前瞻性实时控制测试,也不证明患者的踝部功能获得改善。