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美国

112 条
2026 年 8 月

15人参与测试后,膝盖处能分辨气动刺激与电刺激而足部不能

匹兹堡大学团队在15名健康受试者中测试了跨模态一致性效应(CCE)任务,发现该任务能区分膝盖处的气动与电刺激但无法区分足部。这项研究于2026年8月10日上传至bioRxiv,作者包括Bose等人,旨在评估CCE任务作为下肢感觉反馈直观性量化手段的可行性。在膝盖处,更自然的气动刺激与较不自然的电刺激可被CCE任务区分,而足部同样刺激未能区分。下肢截肢者因缺乏假肢体感反馈常出现平衡和步态障碍,电刺激神经假体可部分恢复感觉,但恢复感觉的直观性一直缺乏量化手段。作者强调,需要识别影响CCE的外部因素,才能将其用于下肢截肢者。

一时难受和长期病重,在大脑里不是一回事:200小时颅内记录给出证据

贝勒医学院神经外科团队为8名难治性强迫症患者植入腹侧囊深部脑刺激电极,其中5人另植入双侧眶额皮层皮层脑电电极,分析治疗全程超过200小时的颅内记录。结果显示,症状严重度与瞬时痛苦的神经特征可以分离,且前者更强。但真正关键的是:只用神经信号的解码模型对两种状态都没能超过随机水平(严重度R=0.04,p=0.53;瞬时痛苦R=0.09,p=0.30);只有把面部表情与语音的量化特征一并纳入,联合模型才把严重度解码做到R=0.73、瞬时痛苦做到R=0.34(p=0.02),且8名患者全部改善。该预印本2026年8月2日上传至medRxiv,尚未经过同行评审。
2026 年 7 月

24名卒中患者纵向脑电数据集发布,含“第六指”想象新范式

该研究发布了来自24名卒中患者的多范式纵向EEG数据集,涵盖新颖的“第六指”运动想象与患手运动想象范式。研究指出,单一运动想象范式与相关EEG数据集的缺乏可能限制卒中康复中的准确解读与有效应用;该数据集覆盖训练前、训练后与随访的完整纵向康复阶段,包含原始EEG数据、预处理数据与患者临床信息。初步分析使用CSP+SVM与CSP+LDA等经典机器学习算法,两种范式间的平均分类准确率保持在约85%-86%。作者预期,该数据集将促进MI-BCI范式与卒中神经可塑性研究,并有助于开发高效的卒中康复脑机接口系统。

Stentrode血管内植入靠影像导航,体模验证工作流可行

该研究在人体头部模型上评估Synchron公司Stentrode血管内脑机接口部署的多模态成像工作流的技术可行性。Stentrode是置于上矢状窦、邻近中央前回的镍钛自膨支架式脑机接口装置,植入需毫米级精度。工作流包括薄层CT采集、DICOM传输至外部核心实验室进行目标识别与标记、标记CT重新导入、3D旋转血管造影,以及与标记重建和术中荧光透视的配准。结果显示CT提供适合解剖分析的数据集,核心实验室成功标记预期部署区域,标记在传输与重新导入中得以保留,标注CT与3D血管造影成功融合且无明显错位或伪影。作者认为,该工作流可为Stentrode部署生成术中靶向引导,属术前非临床技术验证。

SpikeCleaner算法以97%准确率自动标注神经单元质量,减少人工筛选

密歇根大学安娜堡分校的研究人员开发了一种名为SpikeCleaner的算法,用于在自动尖峰排序后标注神经单元的质量。该算法结合放电率、放电时间指标和波形特征,将单元分类为良好、噪声和多单元活动,旨在减少人工筛选的工作量并提高数据质量。在基准测试中,SpikeCleaner对单个单元的分类准确率达到97%,F1分数为92%。

美国神经技术中心列出9篇新论文,人工硬脑膜与脊髓刺激在列

神经技术中心(Center for Neurotechnology)在官网发布公告,列出其成员新发表的9篇论文。公告称,这些成果覆盖实验神经科学、计算神经科学、沟通与接口、神经伦理四个研究方向,中心成员持续在高影响力期刊发表论文。清单亮点包括用于多模态神经记录与调控的功能性人工硬脑膜Smart Dura,以及探讨脊髓损伤经皮电刺激临床试验设计考量的论文。其余论文分布在光遗传学非人灵长类记录平台、闭环共适应神经接口、运动皮层伸臂神经活动、无创脊髓刺激试验方案、预测编码与脉冲神经网络综述与神经伦理等方向,刊于《Nature Communications》、《Nature Machine Intelligence》、《Journal of Neuroscience》、《PLoS One》、《Neural Networks》、《Neuroethics》等期刊。

柔性多孔脑植入物减少胶质瘢痕并引导神经再生

华盛顿大学的研究人员开发了一种机械柔顺、精密多孔的脑植入物,在大鼠脑中植入4周后,相比固体水凝胶棒,多孔支架周围的星形胶质细胞包裹减少,更柔软的水凝胶降低了促炎性巨噬细胞极化,并在孔隙内观察到新生血管、神经元标志物和神经发生。该研究为减少胶质瘢痕、改善植入式中枢神经系统治疗的再生效果提供了潜在策略。

神经解码器把输出限制在人做得出的动作里,换新记录后性能衰减更慢

布朗大学研究者在bioRxiv上传预印本,提出名为Neural SS-DMP的运动解码模型。模型不直接输出手的坐标,而先从神经信号里推断一组描述动作意图的参数,再交给一个遵循物理规律的运动生成器画出完整轨迹,解码结果因此天然落在人体做得出的动作范围内。生成器还会按每个人的训练数据调整,把通用的运动规律与这个人自己的动作特点混合。作者称,两类神经记录数据上的测试显示,模型的准确率与轨迹平滑度均优于现有强方法,且在时间靠后的新记录上性能保持得更久。该研究为预印本,尚未经过同行评审,全部结果基于离线数据,未在实时控制中验证。

美国退伍军人事务部推进植入式脑机接口优化,提升瘫痪退伍军人居家独立使用电脑能力

美国退伍军人事务部研发办公室(VA ORD)正推进一项高精度植入式脑机接口(BCI)研究,旨在改善四肢瘫痪或因肌萎缩侧索硬化、脊髓损伤或中风而无法言语的退伍军人及其他患者的独立性。该项目将增强深度学习神经解码器与多状态手势解码,部署到电池供电的移动BCI设备上,供患者在家中独立使用电脑和触屏移动设备。准确性与可用性将在BrainGate临床试验已入组受试者中评估。

载药纳米管涂层上探针,空间蛋白质组学证实炎症微环境可调

该研究利用空间蛋白质组学评估植入4周的小鼠皮层内非功能性微电极周围组织,考察载有治疗药物、可控释放的二氧化钛纳米管阵列(TNA)涂层探针周围的神经元完整性、免疫细胞激活与局部细胞因子表达。研究背景指出,皮层内微电极(IME)长期记录稳定性受神经炎症反应限制,血脑屏障破坏可致肠道源性细菌易位至植入位点并维持慢性炎症;此前工程化的TNA涂层已显著降低植入界面微生物丰度。本研究利用TNA的治疗载药与可控释放能力进一步缓解剩余神经炎症,结果显示TNA提供了可局部调控神经免疫微环境的多功能、可调界面,有望实现长期可靠的皮层内微电极记录,并为未来功能记录与刺激探针的设计提供依据。

氧化钌或是未来脑机接口电极涂层的耐用材料

研究者评估了氧化钌(RuOx)涂层非晶碳化硅微电极阵列用于皮层内微刺激(ICMS)的长期稳定性。在25周慢性植入期内,以啮齿类go/no-go行为范式每周测量行为学、电化学与局部电生理指标,感知阈值呈指数式下降并在植入后第九周稳定在约0.4 nC/ph每电极(16电极同时多通道刺激),行为表现始终较高(约91%),反应时间稳定,可靠的感觉感知持续至25周。研究者认为,氧化钌是适用于未来皮层内微刺激应用的耐用电极涂层材料。

多用户解码模型:让言语脑机接口新用户微调不到200句

侵入式言语脑机接口能把尝试说话时的皮层活动解码成文字,现有最优系统的词错误率已低至1%,但代价是要先采集数千句训练数据,从植入设备到能顺畅沟通,中间要经过漫长的采集期。加州大学戴维斯分校团队提出一个基于Transformer的解码模型,跨6名侵入式言语脑机接口受试者联合训练。对每一名受试者,无论性别、病因或尝试发声策略如何,多用户模型的解码都优于仅用其个人数据训练的模型,相对词错误率平均降低超过50%。更关键的是,该模型在此前未参与训练的用户上,只用不到200句话微调,就实现了低于7%的词错误率。该预印本2026年7月27日上传至bioRxiv,尚未经过同行评审。

Paradromics脑机接口植入患者大脑,获FDA批准开展临床试验

美国密歇根州的外科医生将Paradromics公司开发的脑机接口Connexus植入一名运动神经元疾病患者的大脑。该患者因疾病几乎丧失言语能力。Connexus通过植入运动皮层下1.5毫米处的421个微电极读取单个神经元信号,信号经患者胸部收发器传出,由AI转化为屏幕上的文字。Paradromics总部位于得克萨斯州奥斯汀,于2025年秋获得FDA批准开展该临床试验。

脑机接口结合正念或神经调控能否增强老年人注意力?德克萨斯大学启动临床研究

德克萨斯大学奥斯汀分校在美国临床试验注册平台登记了一项研究,探索基于脑电(EEG)的脑机接口(BCI)实时解码P300事件相关电位,并结合正念放松或经颅电刺激等非侵入干预,能否增强健康老年人和轻度认知障碍(MCI)患者的注意力与记忆神经标记,这些标记被视为认知储备的代理指标。研究处于招募阶段,旨在验证通过靶向调控注意力相关脑活动来支持认知储备的可行性。

从脑电波猜你在看什么:图片的信号比文字好认得多

加州大学欧文分校的研究者提出一套用脑电研究类别表征的任务与分析流程,并在30名受试者身上验证。受试者观看分属5个类别(动物、工具、食物、场景、交通工具)的图像与词语,并在连续出现同类物品时作出反应;研究者在个体内训练支持向量机进行分类。结果显示图像试验与词语试验都能达到显著的类别分类准确率,但图像试验明显更高:图像的所有类别两两之间均可统计区分,词语则仅有一对可区分。电极层面的分析表明,顶叶与左颞电极对图像分类的贡献大于额叶与右颞电极。该预印本2026年7月26日上传至bioRxiv,尚未经过同行评审。

贝叶斯完全池化跨20个数据集检验,运动想象EEG分类无实践增益但能耗高13倍

研究者称,一项关于贝叶斯完全池化用于跨被试运动想象EEG分类的大规模研究于2026年7月25日以预印本形式上传至arXiv,尚未经过同行评审。脑机接口长期追求免校准运行,但分类器通常只按判别能力评测,忽视预测概率是否校准良好。该研究在20个数据集上比较贝叶斯完全池化模型与频率学派基线,做跨被试左手对右手运动想象EEG分类,6条频率学派管线各配对一条特征工程相同、用MCMC后验采样拟合的贝叶斯管线。研究者称,贝叶斯完全池化带来统计显著但非实践显著的可靠性改善和预测不确定性增加,Brier分数、分辨力与判别无显著差异,贝叶斯管线能耗约为频率学派管线的13倍。

全球儿科脑机接口临床试验仅11项,儿童在BCI研究中或未获足够重视

一项基于注册库的横断面分析显示,全球儿科脑机接口(pBCI)临床试验仅有11项,覆盖7个国家,其中8项评估非植入式设备、3项评估植入式系统。非植入式试验中位入组29人、中位持续56天,植入式试验中位入组8人、中位持续365.3天。仅4项研究只纳入儿科受试者,其余同时招募成人和儿童。研究者指出,当前pBCI临床研究范围有限,儿童在BCI研究中可能未得到充分优先考虑。

Precision 聘脑机接口先驱 Donoghue 任科学顾问

把电极放在大脑表面而不是插进脑组织,是 Precision Neuroscience 与 Donoghue 当年 BrainGate 路线的关键差别。这家总部位于纽约的公司专攻微创、可安全取出、高带宽的脑机接口,首个系统 Layer 7 面向肌萎缩侧索硬化、脊髓损伤和脑干卒中患者,公司估计这一人群在美国有 31.5 万人。公司称,Layer 7 皮层表面阵列已在多家领先学术医疗中心的近 100 名患者身上植入,累计从投资者处筹集 1.8 亿美元,并获得美国食品药品监督管理局 510(k) 许可。Donoghue 是布朗大学荣休教授,他将就器械设计、信号解码与临床策略提供建议,公司正推进长期植入研究与商业化上市。

小鼠运动皮层用S形机制编码速度,少数派神经元解码反而更准

研究者称,小鼠初级运动皮层以S形状态转换机制编码运动速度,由两个功能不同的神经元群实现,且该框架可扩展到局部场电位(LFP)频带功率。研究用慢性32通道层状阵列记录8只小鼠在电动跑台上的皮层外活动,共5,889个单单元、384通道,无监督聚类将单元分为速度正相关(70.8%)与速度负相关(29.2%)两组,两群共享约2.3米每分钟的速度阈值。解码方面,占少数的速度负相关神经元群经逆S形变换后解码精度显著更高,且跨动物泛化良好。研究者认为该发现为稳定、免标定的脑机接口设计提供启示。

术前多模态成像选好植入点,四肢瘫患者抓握解码准确率96%

该研究通过整合解剖、功能与血管成像及术前3D建模,为一例C5四肢瘫痪参与者的抓握相关运动解码优化皮层内微电极阵列植入位点。参与者接受解剖MRI、弥散加权成像与任务态fMRI,以识别抓握相关皮层区域并避开血管与言语关键区;Quicktome软件结合结构连接与功能激活数据细化靶区选择,3D打印颅骨与皮层模型支持术前规划,包括开颅与电极定位模拟。功能性成像识别出前顶内沟(AIP)、腹侧前运动皮层(PMv)与额下回(IFG)的抓握相关激活,最终选定AIP及PMv的6v与6r亚区。术后利用植入阵列在尝试性臂/手运动期间采集的神经数据验证电极放置,阵列实现高保真解码,联合分类准确率达96%。

猴子伸手时额叶运动皮层的神经活动呈现时空异质性,研究为脑机接口植入定位提供参考

一项新研究揭示了猴子额叶运动皮层在伸手任务中神经活动的时空异质性,表明运动表征在不同皮层区域和深度上分布不均,这一发现可能为未来脑机接口植入的电极定位提供参考。该研究由华盛顿大学神经技术中心的研究团队完成,使用高密度层状微电极阵列记录了两只雄性猴子的神经活动。研究发现,目标方向信息在皮层表面和深度上呈异质性分布,不同神经群体的时间动态差异显著,但任务信息量可预测神经群体的动态相似性。这一发现凸显了运动表征的时空复杂性,有助于优化脑机接口植入策略。

Blackrock NeuroPort阵列累计刺激1.68亿次,人体随访最长10年

一项早期可行性研究随访5名脊髓损伤参与者,每人感觉皮层植入两块Blackrock NeuroPort微电极阵列。2至10年植入期间,系统累计发送超过1.68亿次皮层内微刺激,总植入随访达到27年,没有报告严重不良事件或对电极健康的直接负面影响。到随访时仍有64%±13%的电极可稳定诱发触觉,其中1名参与者植入10年后仍有60%的电极有效。

感觉引导联合学习框架加速运动想象脑机接口技能习得

非侵入式脑机接口面临学习效率与控制精度挑战,尤其对无经验用户。一项新研究提出感觉引导的联合学习框架,将人类运动学习与自适应机器学习结合。在31名无经验参与者中,一维在线离散准确率达86.0%,二维达77.5%,连续控制准确率分别为77.5%和66.9%。触觉引导减少用户探索、加速神经适应,样本重加权使解码器更新与人类学习轨迹对齐。该框架将脑机接口训练从被动校准转变为主动的人机联合学习,为沟通与康复提供实用可扩展的神经接口。论文由卡内基梅隆大学团队完成,发表于《自然·通讯》。

琼脂加PVC仿出脑膜手感,体模让电极测试少用动物

该研究开发了一种可复现的多层脑模拟体模,用于复现啮齿动物软膜与硬脑膜在神经接口植入过程中的凹陷与破裂力性能,由0.5%琼脂皮层层、1.01%琼脂软膜层与预拉伸PVC硬膜层构成,可通过简便的台式流程组装。研究使用悬臂梁测力系统量化了直径12-100微米、不同材料(钨、不锈钢)与尖端几何的微丝及分段硅探针的破裂力与凹陷深度。结果显示,体模测试结果落在体内Sprague-Dawley大鼠数据范围内,且插入试验变异性显著低于体内试验;体模的模块化设计还可调节各层厚度与刚度,以适配不同物种或装置。作者认为,该体模可作为可重复、低成本的电极设计早期筛选平台,加速神经植入物开发并减少动物使用。
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