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论文发表

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2026 年 9 月

脑机接口训练改善卒中后上肢功能,35项试验涵盖1188名患者

一项纳入35项随机对照试验、共1188名参与者的系统性综述与荟萃分析显示,脑机接口(BCI)训练可显著改善卒中后上肢运动功能。汇总数据显示,Fugl-Meyer上肢评估(FMA-UE)平均提高4.55分,Action Research Arm Test(ARAT)提高3.90分,Wolf Motor Function Test(WMFT)提高8.53分。效果因对照组类型而异,与常规护理相比平均差异达6.70分,与假刺激对照相比仅1.97分。另有22项试验报告了多层面的神经可塑性变化,但证据尚不足以解释恢复机制。该综述发表于2026年9月3日的《Frontiers in Neurology》。

血管内脑电在5名患者身上实测,信号功率是头皮脑电的3.7倍

研究者在5名接受颈内动脉异戊巴比妥注射试验的患者身上,同步记录了血管内脑电与头皮脑电,量化了这种介入式记录方式在人体上的信号特性。作者称,血管内脑电被视为在信号保真度与侵入性之间取得平衡的脑监测手段,动物实验中其带宽与信噪比可与硬膜下记录相当,但人体上的信号特性此前少有量化。全部信号经伪迹剔除与独立成分分析预处理,再以功率谱密度、虚部相干、锁相值和幅度包络相关四项指标评估信号质量与功能连接。结果显示,血管内脑电的功率约为同期头皮脑电的3.7倍;距离最近的血管内电极与头皮电极配对在所有受试者中耦合度都更高,平均差异为4.9个百分点,个体间范围为1.8%至7.6%,在间距小于30毫米时最为明显。

微调降到10分钟,PNPL竞赛让脑机语音适配进入临床可行范围

一项于2026年9月3日上传至arXiv的预印本公布了2026年PNPL竞赛的任务设定。该竞赛基于扩展的LibriBrain100数据集,包含32名新增被试,每人约40分钟数据,并新增约80小时的个体内数据。竞赛设2个赛道,Deep赛道关注个体内词分类,追求最佳性能;Broad赛道关注跨被试泛化,将个体微调数据从约40分钟逐步减少至20分钟、10分钟,接近临床可行范围。2025年竞赛的获胜者在语音检测和音素分类任务上分别达到95.6%和73.6%的F1分数。该预印本未经同行评审。

植入级脑机接口保留癫痫高频振荡,起始区定位敏感度84%

一项预印本研究显示,通过无线植入式神经接口(Brain Interchange, BIC)结合伪迹消除算法,在10名耐药性癫痫患者的24小时颅内脑电记录中,保留了约82%的临床级放大器检测到的高频振荡(HFO),并以84%的敏感性和90%的特异性定位癫痫发作起始区,与临床级设备相当。该研究为慢性追踪致痫网络及未来生物标志物引导的自适应神经调控提供了转化框架。

研究团队提出单阶段脑信号转语音框架,无需先解码成文字

失去说话能力的瘫痪患者,能不能让机器直接把脑信号变成声音?多数现有语音脑机接口要先把脑信号解码成文字,再用语音合成读出来,两步串联既拖慢速度,前一步的错误还会传到后一步。研究团队提出的Brain2Speech-Net跳过文字这一环,把较长的神经记录直接映射到语音合成模型内部的表示空间。据作者报告,在其对比的系统中,它是唯一既能生成可懂语音、生成速度又快于实时的系统。该研究为预印本,尚未经同行评审。

P300脑机接口拼写器研究:调优后的固定权重融合语言模型不输自适应策略

P300脑机接口拼写器靠识别脑电里的P300反应来选字母,常借助语言模型预测下一个字符以提高准确率。研究人员想知道:能否按每次选择的可靠程度,自动调整对语言模型的信任度?他们重新分析了47名渐冻症患者的3373次拼写选择,测试了22个语言模型,参数规模最高达46.7B。结果是,在公平比较下,没有一个模型显示自适应融合优于调优后的固定权重。此外,固定融合输出的概率本身在标记错误选择上比专门设计的控制器更好,错误富集度达2.8至3.8倍。该研究为预印本,尚未经同行评审。

防污涂层为电极挡住疤痕,六个月内信号不失真

中国科学院理化技术研究所等机构的研究者研制出一种苯甲氧羰基取代的聚(鸟氨酸-交替-甘氨酸)界面材料,简称OGCbz,用于神经电极表面。作者称,兼具长期电生理记录与表面生物功能化调控能力的神经电极,对神经系统疾病的诊断与治疗有价值,而免疫介导的异物反应是主要障碍,胶质瘢痕会像水泥一样把植入体包裹起来,严重影响功能。该界面自身抗生物污损、抗免疫排斥,且不损害电学性能。把苯甲氧羰基替换为其他功能基团后,材料在保持抗污与生物相容特性的同时获得相应功能,作者以多肽序列IKVAV和抗体西妥昔单抗作为概念验证,分别赋予界面亲神经元与抑制肿瘤细胞增殖的能力。作者称,在为期六个月的体内植入中,经IKVAV功能化的电极使用寿命明显延长,电生理信号保真度改善。

脑电信号提前预判决策正确性,高负荷下团队准确率升至88%

一项预印本研究显示,从脑电图(EEG)提取的空间协方差特征能在操作员做出反应前预判其决策是否正确,且该信号在高认知负荷下有效。在虚拟现实目标检测任务中,23名参与者分别在高、低负荷条件下操作。当团队规模从2人增至16人时,利用该神经信号对投票加权,使争议试验的准确率从57%提升至88%;但在低负荷下反而有害。研究指出,基于EEG的决策可靠性信号并非通用的团队增强工具,而是依赖于工作负荷的条件性信号,这对协作脑机接口系统在实际团队中的部署时机与方式具有参考意义。该预印本上传至arXiv,尚未经过同行评审。

逐层对比学习挑出神经可见层,脑电图像检索准确率升至86.4%

一项预印本研究提出,通过逐层对比学习选择CLIP模型的中间层作为神经可见性最优层(NVOL),可改善脑电(EEG)信号与图像语义特征之间的跨模态对齐。在THINGS-EEG数据集上,基于NVOL的200-way图像检索平均Top-1准确率达78.1%,结合CSLS后升至86.4%。该框架还把检索与生成耦合,利用条件扩散先验重建受试者特异的NVOL特征,再映射至CLIP空间驱动Stable Diffusion XL生成图像,在语义与结构指标上优于单阶段末层扩散。该研究2026年9月2日上传至arXiv,尚未经同行评审。

语音脑机接口缺少统一度量,新指标OVMI让不同系统可比

语音脑机接口(speech BCI)将神经活动转化为语言,有望帮助瘫痪患者恢复沟通。然而,由于不同系统使用不同的数据集、记录方法、语音类型和词汇表,其报告的准确率等指标难以直接比较。研究人员提出开放词汇互信息(OVMI),一种信息论度量,用于在统一尺度上评估不同系统的通信能力。研究表明,仅基于系统支持词汇计算的准确率等常规指标可能高估系统传达用户意图语音的能力。通过选择最大化OVMI的词汇,在3个语音领域中实现了最高16.3%的相对准确率提升。该研究以预印本形式发布于arXiv,尚未经过同行评审。

皮层内脑机接口经硬膜无线传输数据,速率达500Mbps

imec与埃因霍温理工大学、鹿特丹伊拉斯谟医学中心的研究团队为皮层内脑机接口设计了一套2级无线架构,先用经硬膜的电流耦合体通道通信把自由漂浮微电极阵列的数据送到颅内单元,再经皮传到体外。该研究2026年9月1日发表于《Communications Engineering》。在体模和离体人头标本实验中,经硬膜链路在20%占空比下传输速率最高达500Mbps,误码率低于10⁻⁵。系统内置的按变化量发送编码器SODA最高可把数据压缩11.4倍,从而降低发热负荷。脑芯片模型测试显示,该系统不会诱发非预期的神经活动。

48名受试者参与在线实验,3通道P300追平8通道性能

广州海事大学、广东工业大学与广州大学的研究团队用遗传算法结合贝叶斯线性判别分析,从传统8通道P300脑机接口里选出一组泛化能力强的固定3通道组合,免去逐人重新校准。该研究2026年9月1日发表于《Biomimetics》。48名健康受试者完成了离线和在线虚拟现实实验,结果显示3通道系统的准确率和信息传输率与8通道系统相当,没有明显的性能下降,设备准备时间从30分钟缩短到3分钟,减少90%。NASA-TLX负荷评估显示用户的心理和生理负担明显减轻。研究者称,这一少通道策略在保住核心交互性能的同时改善了用户体验和系统实用性。

西北工大推出混合式分词器,脑电大模型分类准确率最多提高15.3%

西北工业大学研究团队提出面向脑电大模型的混合式分词器SEDAT,把挤压激励空间聚合、数据自适应高斯平均滤波分解、瞬时频率引导的自适应切分和傅里叶域重采样整合进一条流程,解决现有切分方法边界与神经状态不对齐、忽略通道间空间信息、难以跨范式通用的问题。该研究2026年9月1日发表于《Journal of Neural Engineering》。在覆盖运动想象、P300、睡眠分期和癫痫等范式的10个脑电数据集上,用LaBraM、EEGFormer、EEGPT和NeuroGPT这4个大模型评估,SEDAT相比固定长度窗口的分类准确率最多提高15.3%,比其他方法中最好的一个高1.2%至4.6%。

按单条样本挑选脑电基础模型,7个公开基准逼近理想上界

一支研究团队在arXiv上传预印本,提出名为EEG-AS的实例级算法选择框架,把脑电基础模型的挑选问题下沉到单条样本一级。近年脑电基础模型在各类神经解码任务上表现见长,但没有任何一个能在所有数据集、所有样本上稳居最优,而逐样本选模型这一环此前少有人做。EEG-AS用推理阶段即可获得的脑电潜在表征、手工神经生理特征以及一个锚定基础模型刻画每条样本,训练阶段学习从特权预测标记中重建其余模型不可得的行为,推理阶段直接估计这些行为,不必把候选模型逐个跑完,即可在7个脑电基础模型之间完成挑选。研究者称,公开脑电基准上的实验显示,该框架显著缩小了单最佳求解器与逐样本理想上界之间的差距。该文为预印本,尚未经过同行评审。

把对齐融合微调并进一条流水线,可缩小运动想象脑机适配误差

研究者提出名为U2Multi-UDA的统一多层级多源无监督域适应框架,用来缓解运动想象脑机接口长期存在的两个障碍,即被试之间差异大、目标域标注数据稀缺。作者称,既有方法大多只在域对齐、特征交互或模型微调其中一个层级上着力,跨域适应因此并不完整。该框架把三个层级并入同一条流水线,先由最优传输对齐源域与目标域分布,同时以互信息估计各源域对目标域的相关性权重;再抽取脑电时空特征并经多源交叉注意力融合,由相关性权重引导跨域特征融合,用伪标签强化目标域特征学习;最后以分段权重分解低秩适应完成参数高效的目标域微调,抑制过拟合。在两套公开数据集与一套自建数据集上,该方法较各自表现最好的基线平均准确率分别提升2.69、1.89、3.83个百分点,Kappa值同步改善。

脑电扩散模型纳入卒中康复评估,一套框架完成三项解码任务

研究者提出一套基于脑电的统一框架,同时完成运动想象分类、偏瘫侧检测与功能恢复预测三项任务,面向卒中患者的运动功能康复。作者称,卒中是全球长期运动残疾的主要成因之一,基于运动想象的脑机接口被视为加快康复的手段,但现有方法存在几处短板,包括患者间差异导致泛化能力不足、缺乏有效的功能评估环节、患者数据可得性有限且缺少适配的数据增强办法。该框架引入针对脑电时空特征设计的扩散模型,采用解耦的神经网络架构,配合旋转空间编码与自回归时间融合;为缓解数据稀缺,研究者另设计了两种针对卒中患者脑电特点的增强策略。作者称,多项运动想象脑机接口任务上的实验显示该方法性能与泛化能力占优,支持其用于个体化卒中康复的潜力。

混合脑机接口让下肢外骨骼摆脱拐杖

一套混合脑机接口在10名受试者实时行走实验中替代下肢外骨骼的拐杖控制,SSVEP平均分类准确率达95.06%,眨眼与咬牙开关的F1分数分别为99.80%和99.22%。该系统结合稳态视觉诱发电位脑机接口与眨眼、咬牙触发的异步生物信号开关,由SSVEP选择运动模式,眨眼执行、咬牙取消指令。与拐杖控制相比,该方法系统可用性量表得分78.25对53.50,NASA任务负荷指数体力需求3.15对7.85。

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。

脑机接口训练纵向数据集公开,含19名受试者的MEG与EEG多模态记录

一支法国与美国的研究团队公开了名为NETBCI的纵向多模态数据集,用于研究脑机接口训练过程中的脑网络重组。作者称,控制脑机接口至今仍是一项需要习得的技能,相当一部分使用者在多次训练后依然无法掌握,造成这种个体间差异的原因仍是开放问题。NETBCI收录19名健康受试者的脑磁图(MEG)与脑电图(EEG)记录,每人在4个不同日期完成4次实验。每次实验包含2段各3分钟的睁眼静息态记录,以及6轮脑机接口任务,受试者通过持续的右手运动想象或保持静息来控制虚拟光标的位置。数据集另含匿名化的磁共振影像与行为学评分。作者称,希望这套数据的样本量与模态数量能供研究者用于脑网络重组之外的更多分析。

植入式到可穿戴式IR-UWB遥测架构为高密度脑机接口提供无线上行链路方案

一种面向芯片的单向脉冲无线电超宽带(IR-UWB)上行链路架构将植入端的数据包引擎与自由运行发射机、组织代理信道、可穿戴端的混合信号接收机与数字基带纳入统一协议框架,试图解决高速率神经遥测中电路划分、波形映射、包处理与故障语义的一致性问题。该研究为预印本,尚未经同行评审。

篮球运动员想象投篮时脑电反应更强,研究提示神经反馈训练需因人而异

同样是在脑海里想象动作,篮球运动员和普通人的大脑反应并不一样。研究人员用脑电记录了17名篮球运动员和16名新手想象投篮与搬箱子时的感觉运动节律变化。这种节律在想象动作时会减弱,常被当作运动皮层参与程度的指标。结果显示,只有运动员出现了显著且持续的减弱,想象罚球时尤其明显。但在运动员内部,想象能力越强,这种减弱反而越小,可能意味着大脑用得更省力。研究者据此认为,用脑信号做神经反馈训练时,目标不能一刀切,要看训练者的运动专长和想象能力。该研究为预印本,尚未经同行评审。

57人近全头近红外数据集公开:信号质量部分解释个体差异

用近红外光测大脑活动时,不同人的结果常常差别很大、难以复现,研究者推测部分原因在于全身性生理波动和信号质量差异,可能扭曲任务诱发的血流动力学反应。研究团队记录了57名参与者在静息、真实动作、想象动作、情绪识别、视觉和听觉任务中的近全头功能性近红外光谱(fNIRS,一种用光透过头皮测量脑部血氧变化的非侵入技术)信号,同时采集心率、呼吸、皮肤电、心电和肌电等外周生理数据及短通道记录。他们用头皮耦合指数、信噪比等4项指标评估信号质量,发现这些指标都与通道长度显著相关,并与任务激活估计相关,说明信号质量可部分解释个体间的激活差异;组水平分析也在预期脑区验证了激活。数据集已公开。该研究为预印本,尚未经同行评审。
2026 年 8 月

脑电分类算法换数据集就失灵,多数据集基准暴露可比性缺口

一项研究于2026年8月31日发表,使用统一脑电预处理与公共空间模式特征提取流程,在三个公开数据集上评估五种机器学习分类器,结果见《Journal of Computers, Mechanical and Management》。脑机接口系统通过分析脑电图信号在人脑与外部设备之间建立直接通讯,而作者指出脑电分类模型性能与泛化能力高度依赖数据集特性、受试者差异及评估参数。实验显示同一算法在不同数据集间表现悬殊,暴露了脑电解码研究长期存在的可比性缺口。

全球已有逾150名儿童植入脑机接口

全球已有逾150名儿童接受植入式脑机接口(iBCI)植入,作者预计随着器械商业化这一数字将快速增长。为不让儿童群体掉队,一篇2026年8月31日发表于《Neurorehabilitation and Neural Repair》的论文为儿童群体绘制了植入式脑机接口路线图。论文说明,iBCI能直接记录大脑信号并连续、高速、高保真地转换为计算机指令,而儿童对应的适应证和发育阶段植入的技术及伦理问题一直缺少系统讨论。论文列明证据缺口、所需步骤和强化关注这一群体的理由,其内容来自作者两年积累的多场跨界研讨,包括首场“儿童复杂需求植入式脑机接口国际虚拟峰会”和第11届国际脑机接口学会会议工作坊。

柔性电极材料与结构设计更新,让植入式脑机接口长期稳定

《SmartMat》2026年8月31日发表柔性植入式脑机接口电极的材料与结构设计综述。文章指出,植入式脑机接口正在经历一场范式转变,从刚性硅架构转向柔软、结构上可自适应的系统,以求与神经组织实现无缝的长期整合。综述认为,这一转变由材料科学与微纳加工的突破推动,使新一代系统获得了此前难以达到的机械顺应性、稳固的界面粘附与高保真信号采集能力。电极与组织界面的长期稳定性,一直是侵入式脑机接口最核心的瓶颈之一。

液态镓注入3D打印空心微针,软电极阻抗降千倍并记录到神经放电

犹他大学、韩国江原大学与佐治亚大学的研究团队提出一种不用硅的神经微电极阵列制作方案,分2步完成,先用双光子聚合打印出可定制的软质聚合物3D微针,再把液态镓注入打印好的空心通道,让结构直接变成电极。该研究2026年8月31日发表于《ACS Sensors》。团队定义了“保持数”来预测液态镓在生理条件下能否稳定留在微针内。为解决镓表面天然氧化层带来的高阻抗,研究者在电极表面先修饰金纳米颗粒,再覆盖掺四氟硼酸根的PEDOT,阻抗降低约3个数量级,电化学稳定性也有改善。在无脊椎动物模型上的在体记录捕捉到了神经放电,且没有出现镓泄漏。

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。

皮层内微刺激激活体积重叠与感知辨别能力的关系被量化

一项结合计算模型与大鼠行为数据的研究发现,皮层内微刺激(ICMS)诱发的神经元激活体积重叠程度越高,动物对刺激的辨别准确率越低,呈指数衰减关系(R²=0.88)。当激活体积重叠极小(IoU<1%)时,辨别准确率平均可达85%;而重叠超过20%时,表现接近随机水平。该研究首次将模型推导的激活体积重叠与行为学辨别准确率直接关联,用IoU量化了ICMS感知分辨的空间极限,为感觉神经假体的电极间距设计提供了机制层面的参考。研究由德克萨斯大学达拉斯分校团队完成,发表于《Frontiers in Computational Neuroscience》。

脑电图可检测1型糖尿病低血糖,轻量分类器准确率达96%

一项概念验证研究显示,基于脑电图(EEG)的非侵入式脑机接口方法可区分1型糖尿病患者的低血糖与非低血糖状态。在数据受限条件下,二次判别分析分类器达到96.2%的准确率,且低血糖状态伴随特征性的delta和beta波段改变。该方法有望为低血糖早期预警提供无创、可实时运行的检测途径。

脑机接口用于老年护理:系统综述揭示六大伦理主题与信任挑战

随着全球人口老龄化,脑机接口(BCI)被视为老年护理中恢复沟通、运动功能与认知支持的重要技术路径,但其伴随的伦理与沟通挑战尚未被充分理解。一项发表于《Frontiers in Digital Health》的系统综述从12,423条记录中筛选出177项研究,识别出六大核心伦理主题:隐私与数据安全、知情同意与自主权、人格与身份、技术风险与安全、公平性与可及性、以及风险-收益权衡。综述提出,BCI的伦理风险并非边缘问题,而是内嵌于技术交互逻辑之中。解码不确定性可能转化为护理误判,神经数据的可推断性将隐私风险扩展至心理暴露与权力不对称,技术介导的沟通则引发信任与责任的紧张关系。研究建议,负责任的BCI部署需将伦理原则系统性地融入护理流程。
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