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皮层脑电

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皮层脑电(ECoG)将电极网格放置于大脑皮层表面,在信号分辨率和侵入程度之间取得平衡。本专题关注 ECoG 在语音解码、运动控制和癫痫监测中的应用,以及高密度微型 ECoG 阵列的技术演进。

2026 年 9 月

一名ALS患者颅内同测两种信号,支架电极每通道信号更强

一位因肌萎缩侧索硬化症(ALS)导致严重上肢瘫痪的参与者,在同一场实验里同时戴上血管内支架电极阵列和头皮脑电帽,尝试做踝关节屈伸动作。两种方式在运动尝试时都出现了明显信号变化,但支架电极在每个通道上的运动调制更强,且不受颅骨衰减影响。头皮脑电更容易被眨眼和咀嚼肌活动干扰,支架电极则记录到明显的心电信号。两种方式都没能可靠区分左右踝运动,说明空间定位仍是难点。

iMINDBench 发布:跨机构颅内脑电解码有了统一考卷

颅内脑电信号来自植入大脑内部的电极,一直被看作解码人的意图的理想信号来源,但各家数据集和预处理方式不同,模型到底有没有变好很难说清。研究团队把三家机构的自然观影数据、15项解码任务、统一的预处理流程和固定的评估划分放进同一个基准,结果发现:预训练系统在自己那套预处理流程里通常能赢过基线,可换到别的机构数据上,传统频谱基线的表现依然有竞争力。更值得注意的是,把其他受试者或其他机构的数据增加到25倍,相比只用同一场次数据训练,提升依然有限,甚至要看具体任务。
2026 年 8 月

血管内神经接口首次刻画小脑邻近刺激的强度时程特性,无需开颅手术

该研究2026年8月13日发表于《Journal of neural engineering》,首次刻画了小脑邻近区域血管内电刺激所诱发皮层诱发电位的强度时程特性。研究者指出,植入手术的创伤限制了临床推广;血管内神经接口经由脑血管到达颅内靶点,提供了另一条路径。研究者将一种聚合物基支架电极阵列送入绵羊模型的左侧横窦,通过支架电极向小脑方向发放双相电流脉冲,并用硬膜下皮层脑电网格记录皮层反应。血管内刺激可稳定诱发时间锁定的皮层电位,早期与晚期成分分别出现在刺激后约40毫秒和100毫秒。强度时程分析给出了基强度与时值,为参数选择以及与已有颅内刺激方式的比较提供了定量依据。

大脑内侧壁信号也能解码手指运动,四名受试者皮层脑电证实

该研究2026年8月7日发表于《Journal of Neural Engineering》,分析了四名受试者的皮层脑电记录,考察大脑半球内侧壁区域对手指运动解码的贡献。结果显示,多个内侧壁亚区观察到显著高于随机水平的手指运动检测,局部运动电位与8至12赫兹、12至34赫兹频带振荡功率对解码性能贡献最强。特征动态与初级运动皮层具有共同特性,包括运动前去同步化,也表现出区域特异的正负局部运动电位调制。尽管运动检测是主要结果,两名受试者的内侧壁通道能显著区分单个手指,一名受试者对侧与同侧手指运动均可解码,但该观察基于个案,属初步结果,需要进一步研究确认跨个体普适性。

电极网格面积最多缩减94%,为植入式脑机接口手术减负

荷兰乌得勒支大学医学中心脑中心等机构的研究者,在9名癫痫患者中系统比较了32、64和128通道皮层脑电(ECoG)网格内所有可能的矩形子网格对手部动作分类的表现。结果发现,只要电极覆盖信息丰富的脑区,网格面积可较原始网格缩减75%至94%,分类性能不会明显下降;但当面积低于约60平方毫米的临界阈值后,性能会显著下滑。该研究于2026年8月7日发表在《神经信息学》期刊上,为缩小植入式脑机接口的电极覆盖范围、降低手术负担提供了直接依据。
2026 年 7 月

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。

深度学习只用发作间期脑电定位致痫区,161名患者跨中心验证

研究团队开发了一种处理多通道发作间期颅内脑电的深度学习架构,用于在不依赖发作期记录和人工标注的情况下定位致痫区。模型结合Morlet小波时间Transformer编码器与空间注意力编码器,在7个独立中心的50.5小时数据上评估,覆盖161名患者和17,012个通道。留一中心交叉验证得到汇总AUROC为0.778,95%置信区间为0.748至0.808,各留出中心的区分能力均高于随机水平。结果显示,跨中心、跨植入方式的表现与既有电生理基线相当,但仍需前瞻性临床验证。该研究为medRxiv预印本,尚未经过同行评审。

运动皮层灰质保留程度与ALS患者脑机接口控制能力相关

荷兰乌得勒支大学医学中心(UMC Utrecht)脑中心下属的乌得勒支BCI实验室(Utrecht-BCI Lab)发布预印本,探讨为何部分肌萎缩侧索硬化症(ALS)患者能更好地控制植入式脑机接口(BCI)。该实验室由Nick Ramsey领导,专注于侵入式脑机接口研究。研究发现,运动皮层灰质的保留与更高质量的脑信号相关,提示基于MRI的测量可能有助于识别适合植入BCI的候选者。该研究于2026年6月23日上传至medRxiv,DOI为10.64898/2026.06.23.26355654。
2026 年 6 月

可注射水凝胶补上硬膜屏障,皮层记录稳定保持三周

该研究提出一种可注射、原位成胶的多功能水凝胶,用于解决微ECoG皮层记录中的硬膜屏障破坏、皮层微动削弱装置-组织耦合与生物污染引发异物反应等失效模式。水凝胶结合多巴胺接枝海藻酸钠与支化聚乙烯亚胺,形成抗非特异性蛋白吸附且具儿茶酚介导湿粘附的准两性离子网络,通过双重大分子交联在手术兼容条件下快速凝胶化,无需依赖可扩散的小分子单体。与128通道柔性微ECoG网格阵列整合后,该平台在3周的早期慢性期内降低了胶质激活与纤维化包裹,并保持稳定、高保真的皮层记录。作者认为,在单一界面材料中协同设计屏障修复、界面粘附与抗污保护,可改善长期功能。

硅胶与聚酰亚胺做成混合脑电阵列,功能映射与深部记录一网打通

该研究2026年6月12日发表于《Cell Reports Methods》,提出整合硅弹性体与聚酰亚胺薄膜优点的高密度微皮层脑电阵列,用于跨尺度脑活动研究。硅弹性体提供光学透明性并允许皮层内阵列反复穿透,聚酰亚胺实现精细光刻图形定义,两者结合可进行高通量功能映射定位靶点,并植入皮层内阵列进行密集局部采样。研究在大鼠、猫和绒猴上演示了功能映射,据此指导多区域分层记录,并演示了局部与前馈光遗传刺激以考察皮层间相互作用。研究者认为该混合微阵列是系统神经科学的有效工具。
2026 年 2 月

Layer 7阵列在4名术中患者中解码语言和光标方向,准确率最高84%

《Neurosurgical Focus》发表Precision Neuroscience的Layer 7皮层接口术中研究。4名清醒开颅患者接受1024通道微皮层脑电记录,4词语言分类准确率为77.5%,4方向光标分类准确率为78%至84%。6块阵列中每块有954至990个通道进入分析,手术过程中未报告器械相关不良事件。研究时间短、样本小,属于术中可行性验证,不是运动恢复关键性试验。
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