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闭环系统

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闭环脑机接口实时感知神经活动并自动反馈刺激或调控信号,实现感知—决策—执行的自主循环。本专题涵盖闭环神经调控在癫痫抑制、运动恢复和情绪调节等方向的研究与器械进展。

2026 年 9 月

电刺激与脑机接口同时运行:新滤波方法让解码准确率保持在76%

在经颅交流电刺激(tACS)开启的同时做运动想象脑机接口,刺激产生的伪迹会盖住脑电节律,让解码掉到接近瞎猜的水平。14名健康参与者的对照测试显示,把空谱分解与波束成形组合起来的实时空间滤波流水线,在刺激期间把准确率保持在76 ± 9%,而标准拉普拉斯滤波只有58 ± 9%。这意味着闭环的「边刺激边读脑」在信号层面已经可行,但能否真正提升脑机接口表现、或带来神经可塑性变化,论文明确留给了后续研究。

帕金森病患者通过脑控游戏学会自主调节脑深部刺激

美国加州大学旧金山分校(UCSF)的研究人员让两名帕金森病患者在家通过玩飞机模拟游戏进行脑机接口(BCI)训练,学会下调大脑皮层beta信号,进而自主控制脑深部刺激(DBS)的强度。相关研究作为预印本于2026年8月17日上传至medRxiv平台。UCSF是一所世界知名的公立研究型大学,其医学院在神经科学领域享有盛誉。该研究展示了脑机接口在神经调控领域的应用潜力,为帕金森病等疾病的个性化治疗提供了新思路。但作为预印本,结论尚待同行评审。

山东中医药大学附属医院登记回顾性队列研究:闭环脑机接口外骨骼与卒中下肢功能恢复

这项研究要回答的问题是:在常规康复之外加做闭环脑机接口外骨骼训练,卒中患者的下肢功能是否恢复得更好。研究采用回顾性队列设计,计划纳入闭环训练组58人、常规康复组57人,主要看第6周时FMA-LE评分相对基线的变化。登记页同时把运动想象相关脑电特征、10米步行测试、Berg平衡量表列进次要结局,说明研究者不只关心患者走得好不好,也想看脑电信号本身有没有变化。研究由团队自筹经费,尚未开始招募。

脑机接口评估不能只看解码准确率,慢快框架把控制权交还时机列为指标

人工智能正把脑机接口从特定任务的神经解码器变成能补全语言、平滑运动、调节康复支持并调整刺激的自适应系统。一位独立研究者警告,这类系统可能过度优化短期成功指标,偏离用户的长期目标。该研究者将这种闭环失效模式定义为“神经适应过拟合”,并提出按解码器证据、不确定性、临床风险、疲劳及用户目标来调节AI辅助节奏的框架,区分快速辅助、谨慎辅助与慢速辅助,覆盖通信、运动控制、神经康复和闭环神经调控等应用。文章强调,评估此类系统不应只看解码准确率和任务表现,还要看AI辅助何时自主行动、何时寻求确认、何时保留用户努力或交还控制权。
2026 年 8 月

海马记忆假体走向首次人体试验,综述提出材料协同设计框架

解码海马活动并给出自适应刺激的闭环脑机接口式记忆假体,正从动物概念验证阶段转向首次人体试验。杭州电子科技大学等机构的研究者在综述中提出,要做出可长期植入的系统,必须把此前被分开研究的三个子系统放进同一个结构、性质、工艺(SPP)框架里协同设计,分别是生物相容电极界面、片上神经形态计算和闭环控制硬件。综述把θ相位追踪、θ-γ耦合、尖波涟漪检测等神经科学发现,映射到延迟、采样率、电荷注入等工程指标,以及阻抗、开关耐久性、长期稳定性等材料指标,并对两类主要材料给出SPP分类。作者同时指出,部分小样本临床结果存在被过度外推的情况。

闭环脑机接口修复卒中后运动感觉回路,综述梳理康复机制

卒中后康复正被重新理解为运动意图、下行运动输出、外周运动与感觉反馈四者交互被打断的过程,而非单纯的肌力不足。综述提出,闭环脑机接口实时检测运动想象、运动尝试或感觉运动节律,并把信号转换为随机的功能电刺激、机器人辅助、虚拟现实、多感觉反馈或神经调控,部分重建被检测运动意图与辅助运动、感觉反馈之间的时间耦合,从而促进活动依赖性可塑性。综述综合了神经生物学基础、康复机制、实施策略与新兴预测性生物标志物,同时指出疗效存在异质性,取决于患者特征、脑信号可解码性、干预剂量、反馈模态与试验设计,未来需机制驱动的患者分层、自适应解码、个体化反馈、标准化结局与真实世界验证。该研究2026年8月20日发表于《Frontiers in Neuroscience》。

脑启发脑机接口:低功耗闭环神经技术的新框架

神经形态计算与脑机接口的结合,正催生一类更省电、更小巧、能闭环工作的神经技术。一篇近日发表于《npj Biomedical Innovations》的综述提出“脑启发脑机接口”(BI-BCIs)框架,将神经形态计算与脑机接口统一起来,目标是实现低功耗、闭环和小型化的神经技术。该框架有望推动神经假体和神经调控系统的发展,为治疗神经系统疾病提供新思路。综述由来自奥胡斯大学、斯坦福大学、南丹麦大学、热那亚大学、于利希研究中心和亚琛工业大学的研究人员共同撰写,于2026年8月20日发表。

斯坦福启动人类神经回路项目:毫秒级精度解码精神疾病脑活动

斯坦福大学神经科学家Karl Deisseroth领导的Wu Tsai Neurosciences Institute人类神经回路项目,在住院环境中结合非侵入性电极阵列和深部脑记录电极,以毫秒级精度采集脑活动数据,旨在解码精神疾病背后的神经机制。该项目已运行三年,数据通过光纤和铜线传输,往返时间小于半毫秒,支持闭环感知和响应。研究覆盖精神分裂情感障碍、边缘型人格障碍、自闭症、癌症相关抑郁等多种疾病。Deisseroth表示,关键创新在于毫秒级精度获取结果,是理解复杂精神症状的重要一步。

深部脑刺激到脑机接口,综述梳理植入式神经技术的三个共同瓶颈

迷你综述指出,深部脑刺激系统、脑机接口和言语神经假体等脑植入物正从概念验证走向早期临床部署,尽管针对的临床问题不同,却共享传感、解码、刺激或输出、供电与遥测、慢性临床验证构成的闭环架构,转化速度由这些共享环节的瓶颈决定。近期里程碑包括一个皮层接口获监管批准、植入式BCI试验不断增多。综述对比了从开环走向闭环的深部脑刺激、恢复运动与感觉功能的脑机接口、以及把尝试言语解码为文本、语音和面部动画的言语神经假体三条线,并梳理柔性电极、AI辅助解码与神经形态边缘处理等进展,认为三类技术始终卡在长期稳定性、神经编码与公平可及三个共同瓶颈上,需要配套治理框架。该研究2026年8月19日发表于《Frontiers in Neuroscience》。

华中科技大学同济医学院附属协和医院登记千人队列,评估非侵入式脑机接口治疗卒中

这是一项目标入组1000人的多中心队列研究,治疗组接受脑机接口联合功能性电刺激的闭环康复训练,对照组接受传统康复训练,主要终点是入组后2周上下肢FMA评分的变化。研究由中国临床试验注册中心登记,注册号ChiCTR2600130037,登记日期为2026年8月13日,首例入组日期定在2026年9月1日,招募状态为尚未开始招募。申办方为华中科技大学同济医学院附属协和医院,研究纳入18至80岁、经MRI或CT确诊的缺血性或出血性卒中患者,要求存在单侧上肢和(或)下肢运动功能障碍,入组时患侧肢体NIHSS运动评分为1分。研究类型为观察性研究、队列研究,分期为4期,经费来源为自筹。

SpikeGadgets硬件支持实时脑扰动实验,闭环研究进入毫秒级时代

SpikeGadgets公司发布消息称,其硬件通过低延迟以太网和TrodesNetwork API,支持研究人员在毫秒级时间内检测神经活动模式并触发扰动。加州大学旧金山分校(UCSF)的两项研究展示了该技术的应用:一项通过连续解码大鼠海马群体活动,实现神经反馈系统,使大鼠学会主动生成特定记忆表征以获得奖励;另一项通过实时触发theta相位特异性光遗传刺激,分离了theta节律与replay过程,揭示了二者在机制上的可分离性。

双模块轻量级架构让EEG实时步态解码端到端延迟达70.5ms

该预印本提出一种用于实时EEG步态解码的双模块轻量级架构,旨在实现下肢外骨骼的闭环控制。研究者称,现有基于EEG的闭环控制受运动伪影和低信噪比限制,其双模块设计将任务拆分,前端PolyTVL将32通道EEG压缩为紧凑表示,后端LSTM对4个步态相位(站立、启动、执行、终止)进行分类。研究显示,闭环部署中v01(PolyTVL+LSTM)的步态启动成功率为55.3%(Rex辅助)和52.7%(自主),平均端到端处理时间70.5ms(±41.5)。作者称该手稿已被IEEE MLSP 2026接收发表。
2026 年 7 月

不到3克的结构光显微镜问世,自由活动小鼠也能实时神经解码

Beijing Normal University团队开发了一种重量低于3克的低成本结构光微型显微镜,利用Ronchi光栅与时分复用激发实现HiLo成像,可在自由活动小鼠中进行光学切片。研究显示,该系统能抑制离焦背景荧光,同时保留宽场微型显微镜的速度、视野与可及性,并支持多平面成像以增加可记录神经元数量。在海马记录中,基于感兴趣区域的信号质量和空间信息读取均得到改善。团队还展示了由快速在线信号提取和实时神经解码支持的概念验证闭环脑机接口。该研究为bioRxiv预印本,尚未经过同行评审。

开源实时脑机接口应用Dendrite发布,采集训练推理一站打通

一项预印本研究介绍Dendrite,一个开源的实时脑机接口Python应用(GPL-3.0许可),将多模态生理信号采集、解码器训练与实时推理整合在单一可修改应用中。Dendrite可同时以各自原生采样率记录多路信号并并发执行多种处理模式;解码器可从已训练模型开始或在管线运行期间实时拟合,同一批记录也可用于应用内的离线训练。每次记录、解码器与训练运行均在数据库中追踪,部署的解码器可追溯至其配置与训练来源;实验范式保持外部独立,通过网络与应用通信。研究者在内部与公开BCI数据集上对系统进行端到端验证,训练并实时更新解码器。该研究为预印本,尚未经过同行评审。

没有学不会神经反馈的人,只有调不动的特征

该研究分析20名健康受试者在4次神经反馈训练中自我调节4种皮层节律的学习轨迹,分别考察频率与空间选择性,测试了额中线Theta、枕部Alpha、单侧中央颞感觉运动节律和中央Beta。结果显示所有受试者至少能自我调节其中2种特征,但无人成功调节额中线Theta;聚类分析识别出线性增减与非线性的平台型两类学习动态。作者认为,该结果表明“无法学习者”并非跨特征普遍存在的个人特质,并展示了神经自我调节的特定特征选择性,为未来神经反馈与脑机接口训练协议的设计提供了依据。
2026 年 6 月

西北工业大学登记卒中康复试验:脑机接口训练分四组对照

一项新登记的临床试验把脑机接口用于卒中后康复,设计成四个平行组:全维度(情绪—认知—运动)自适应训练、认知与运动任务整合训练、单一维度运动训练,以及常规康复训练。每组计划22人,共88人。研究面向首次脑梗或脑出血后3个月到1年、单侧偏瘫、上肢Brunnstrom分期II至IV期的30至80岁患者,主要结局是运动功能评分,次要结局包括脑电运动想象的事件相关同步/去同步、前额叶theta/alpha功率比、脑电—近红外耦合等指标。

苏州一院登记闭环脑机接口试验,fNIRS-rTMS治女性膀胱过度活动症

女性膀胱过度活动症患者常靠药物和行为训练控制尿急、尿频,效果有限。苏州大学附属第一医院在中国临床试验注册中心登记了一项新研究,换了一条路:先让患者做任务,用功能性近红外读出前额叶的脑活动,再由算法决定何时给出经颅磁刺激,形成闭环。试验为介入性、平行设计,计划入组66名18至75岁女性,试验组与对照组各33人,对照组接受开环的假闭环刺激,主要终点是膀胱过度活动症症状评分。登记信息没有披露设备型号,也没有公布任何结果,招募状态为尚未开始招募。
2026 年 5 月

西安交大二附院登记卒中踝关节脑机接口康复试验,计划入组120人

这项多中心随机对照试验把闭环脑机接口与常规踝关节训练直接对比,受试者是发病4到12周、踝关节主动背屈不足10度的亚急性期卒中患者。主要终点是踝关节主动背屈活动度和踝关节徒手肌力,次要终点包括步行功能分级、Berg平衡量表和下肢Fugl-Meyer评分。试验计划入组120人,实验组与对照组各60人,首例入组日期定在2026年5月31日。

滨州医学院附属医院登记脑机接口联合电刺激治疗帕金森病试验

滨州医学院附属医院在中国临床试验注册中心登记了这项脑机接口联合功能性电刺激治疗帕金森病的安全性与有效性研究,注册号 ChiCTR2600124148,登记日期为2026年5月8日,招募状态为尚未开始招募。试验计划纳入40名40至80岁的帕金森病患者,随机分入两组:一组在功能性电刺激之外加做脑机接口康复训练,另一组只做功能性电刺激。两组都是每天上肢20分钟、下肢20分钟,两周内完成12个治疗日。研究把运动症状量表作为主要终点,同时用弥散张量成像、磁共振波谱、静息态功能磁共振等影像指标和睡眠、认知、情绪量表做次要终点,试图回答加做脑机接口训练能否在运动症状之外带来可测量的改变。
2024 年 2 月

博睿康注册96例闭环癫痫系统多中心试验,真刺激与假刺激各48例

中国临床试验注册中心登记ChiCTR2400081380,计划纳入96名6至70岁的局灶性药物难治性癫痫患者。所有参与者植入闭环神经刺激器,术后1个月按1比1随机进入真刺激组和假刺激组,每组48人。系统连接深部或皮层电极,最多覆盖两个致痫灶,研究目的是为产品注册评价安全性和有效性。注册页面没有“入组过半”数据。
2023 年 6 月

闭环脑刺激进入老年认知试验,实时脑活动决定刺激时机

德克萨斯大学奥斯汀分校登记的一项临床研究,考察无创刺激能否增强老年人的认知控制能力,受试者包括有认知障碍与无认知障碍两类人群。研究要回答的主要问题包括,能否通过施加θ爆发式刺激(TBS)这一经颅磁刺激形式来恢复老年人的多种认知功能,以及闭环方式给出刺激是否带来不同结果。试验编号为NCT05907343,登记于ClinicalTrials.gov。闭环刺激的核心在于依据实时脑活动决定何时施加刺激,而非按固定方案给予。
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