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非侵入式 BCI 控制的辅助设备

2026年4月27日更新者：Jose del R. Millan、University of Texas at Austin

用于控制辅助设备的非侵入式脑机接口

脑机接口 (BCI) 直接从用户的大脑活动中解码用户的行为意图或心理状态，从而无需任何明显的运动动作即可操作设备。 BCI 控制的一种主要方式是基于运动想象 (MI)，这是在没有实际执行的情况下对运动的运动学进行心理排练。基于 MI 的 BCI 将电机意图转化为外部设备的控制命令。此类 BCI 的一个主要挑战是区分对应于同一肢体精细手部运动的 MI 模式与具有低空间分辨率的非侵入性 EEG 记录，因为负责这些运动的皮质源是重叠的。在这项研究中，研究人员假设神经肌肉电刺激 (NMES) 通过 MI 应用于初级运动皮层的自愿激活，可以通过持续募集相关的独立神经通路来帮助区分与同一肢体的不同手部运动相关的活动模式闭环 BCI 设置中的每个动作。预计这与皮质或皮质脊髓水平的神经可塑性变化有关。

研究概览

地位

招聘中

条件

干预/治疗

研究类型

介入性

注册 (估计的)

100

阶段

不适用

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息，以及有关进行该研究的地点的信息。

学习联系方式

姓名：José del R. Millán, PhD
电话号码：512-232-8111
邮箱：jose.millan@austin.utexas.edu

研究联系人备份

姓名：Hussein Alawieh
电话号码：512-373-0535
邮箱：hussein@utexas.edu

学习地点

美国
- Texas
  - Austin、Texas、美国、78712
    - 招聘中
    - The University of Texas at Austin
    - 接触：
      
      José del R. Millán, PhD
      
      电话号码：512-232-8111
      
      邮箱：jose.millan@austin.utexas.edu
    - 接触：
      
      Hussein Alawieh
      
      电话号码：5123730535
      
      邮箱：hussein@utexas.edu

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人，称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年至 80年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

是的

描述

纳入标准：

身体健全的参与者：
身体健康
正常或矫正视力
无神经/精神疾病史
阅读和理解英语的能力（研究人员不会说西班牙语）
有运动障碍的受试者
由于以下原因导致的运动缺陷：单侧和双侧中风/脊髓损伤/运动神经元疾病（即肌萎缩侧索硬化症、脊髓小脑性共济失调、多发性硬化症）/肌肉疾病（即肌病）/创伤性或神经性疼痛/运动障碍（即脑瘫）/骨科/创伤性脑损伤/脑肿瘤
正常或矫正视力
阅读和理解英语的能力（研究人员不会说西班牙语）
提供知情同意的能力

排除标准：

有运动障碍的受试者
注意力不集中或认知缺陷导致在整个实验过程中无法集中注意力
影响中枢神经系统的重度药物（包括警惕）
伴随的严重疾病（例如，代谢紊乱）
所有参与者
阻碍 EEG/EMG 采集和 FES/tdCS/tACS 传输的因素（例如，皮肤感染、伤口、皮炎、电极下的金属植入物）
MRI 和 TMS 安全指南中确定的标准，尤其是金属植入物

学习计划

本节提供研究计划的详细信息，包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的？

设计细节

主要用途：基础科学
分配：随机化
介入模型：阶乘赋值
屏蔽：无（打开标签）

手臂数量

武器和干预

参与者组/臂	干预/治疗
实验性的：TESS BCI - 标准 MI 任务在 BCI 训练课程之前应用经皮脊髓电刺激 (TESS) 20 分钟。 TESS 之后，BCI 训练是通过闭环 BCI 检测到的运动想象的视觉反馈进行的。	设备：视觉反馈脑电图（EEG）——在受试者执行提示运动想象（MI）任务时记录的数据——使用受试者特定的 BCI 解码器进行实时分类。解码器的输出分类概率使用指数平滑进行累积，并通过计算机屏幕上的条转化为连续的视觉反馈，该条根据一个或另一个 MI 任务的分类而向右或向左移动。设备：苔丝经皮脊髓电刺激 (TESS) 以 30Hz、5kHz 载波频率应用于 C5-C6 脊柱节段 20 分钟。
有源比较器：视觉 BCI - 标准 MI 任务传统的 BCI 训练是通过视觉反馈进行的，该视觉反馈取决于闭环 BCI 检测到的左右手运动的想象。	设备：视觉反馈脑电图（EEG）——在受试者执行提示运动想象（MI）任务时记录的数据——使用受试者特定的 BCI 解码器进行实时分类。解码器的输出分类概率使用指数平滑进行累积，并通过计算机屏幕上的条转化为连续的视觉反馈，该条根据一个或另一个 MI 任务的分类而向右或向左移动。
实验性的：NMES BCI - 困难的 MI 任务 BCI 训练是通过 NMES 而不是视觉反馈进行的。 NMES 通过前臂的屈肌/伸肌传递，取决于闭环 BCI 检测到的同一手手腕和手指的屈曲与伸展的想象。	设备：NMES反馈当受试者执行弯曲/伸展非惯用手的提示任务时，将记录受试者的脑电图 (EEG) 信号。这些信号将使用机器学习算法进行实时处理和分类，根据检测到的受试者特定的屈曲/伸展脑电图模式触发目标手臂的屈肌/伸肌上的电刺激。
有源比较器：视觉 BCI - 困难的 MI 任务传统的 BCI 训练是通过视觉反馈进行的，该视觉反馈取决于闭环 BCI 检测到的同手手腕和手指弯曲与伸展的想象。	设备：视觉反馈脑电图（EEG）——在受试者执行提示运动想象（MI）任务时记录的数据——使用受试者特定的 BCI 解码器进行实时分类。解码器的输出分类概率使用指数平滑进行累积，并通过计算机屏幕上的条转化为连续的视觉反馈，该条根据一个或另一个 MI 任务的分类而向右或向左移动。

研究衡量的是什么？

主要结果指标

结果测量	措施说明	大体时间
BCI 命令传送性能的变化大体时间：每次干预疗程结束后立即进行，并在所有疗程结束后最多一周进行	命令传递的准确性反映了主体在使用脑机接口时的控制水平。它测量了用于区分不同想象运动的特定主题分类器可以积累足够证据来支持与这些试验中想象运动特别相关的脑电图模式的存在的试验的百分比。分数为0-100，值越高，结果越好。	每次干预疗程结束后立即进行，并在所有疗程结束后最多一周进行
SMR 调制的焦点和强度的变化大体时间：每次干预疗程结束后立即进行，并在所有疗程结束后最多一周进行	感觉运动节律调节的焦点通过脑电图使用运动区域的事件相关去同步化（ERD）和同步化（ERS）来评估。连续测量，越高越好	每次干预疗程结束后立即进行，并在所有疗程结束后最多一周进行

次要结果测量

结果测量	措施说明	大体时间
运动想象特征的稳定性大体时间：每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天	与不同运动想象任务相对应的特征在干预结束时变得更加稳定。	每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天
运动想象特征的可分离性大体时间：每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天	干预后，与不同运动想象任务相对应的特征变得更加可分离。	每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天
运动诱发电位振幅的变化大体时间：每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天	连续测量，越高越好	每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天
脑电图功能连接的变化大体时间：每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天	持续测量，变化越显着越好	每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天
不同想象运动的功能磁共振成像激活焦点的变化大体时间：每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天	不同运动的 MI 期间显着激活的簇将更加集中在运动区的相关区域中连续测量，越多越好。	每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天
针对不同的想象运动更具辨别力的功能磁共振成像激活大体时间：每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天	与不同 MI 任务相关的激活将更容易与 BOLD 信号区分开来。连续测量，越多越好。	每次干预疗程结束后立即以及所有疗程结束后一天

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

赞助

University of Texas at Austin

调查人员

首席研究员：Jose del R. Millan, PhD、The University of Texas at Austin

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查，以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2021年6月16日

初级完成 (估计的)

2028年12月30日

研究完成 (估计的)

2028年12月30日

研究注册日期

首次提交

2021年12月20日

首先提交符合 QC 标准的

2021年12月20日

首次发布 (实际的)

2022年1月10日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2026年5月1日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2026年4月27日

最后验证

2026年4月1日

参与者组/臂	干预/治疗
实验性的：TESS BCI - 标准 MI 任务在 BCI 训练课程之前应用经皮脊髓电刺激 (TESS) 20 分钟。 TESS 之后，BCI 训练是通过闭环 BCI 检测到的运动想象的视觉反馈进行的。	设备：视觉反馈脑电图（EEG）——在受试者执行提示运动想象（MI）任务时记录的数据——使用受试者特定的 BCI 解码器进行实时分类。解码器的输出分类概率使用指数平滑进行累积，并通过计算机屏幕上的条转化为连续的视觉反馈，该条根据一个或另一个 MI 任务的分类而向右或向左移动。设备：苔丝经皮脊髓电刺激 (TESS) 以 30Hz、5kHz 载波频率应用于 C5-C6 脊柱节段 20 分钟。
有源比较器：视觉 BCI - 标准 MI 任务传统的 BCI 训练是通过视觉反馈进行的，该视觉反馈取决于闭环 BCI 检测到的左右手运动的想象。	设备：视觉反馈脑电图（EEG）——在受试者执行提示运动想象（MI）任务时记录的数据——使用受试者特定的 BCI 解码器进行实时分类。解码器的输出分类概率使用指数平滑进行累积，并通过计算机屏幕上的条转化为连续的视觉反馈，该条根据一个或另一个 MI 任务的分类而向右或向左移动。
实验性的：NMES BCI - 困难的 MI 任务 BCI 训练是通过 NMES 而不是视觉反馈进行的。 NMES 通过前臂的屈肌/伸肌传递，取决于闭环 BCI 检测到的同一手手腕和手指的屈曲与伸展的想象。	设备：NMES反馈当受试者执行弯曲/伸展非惯用手的提示任务时，将记录受试者的脑电图 (EEG) 信号。这些信号将使用机器学习算法进行实时处理和分类，根据检测到的受试者特定的屈曲/伸展脑电图模式触发目标手臂的屈肌/伸肌上的电刺激。
有源比较器：视觉 BCI - 困难的 MI 任务传统的 BCI 训练是通过视觉反馈进行的，该视觉反馈取决于闭环 BCI 检测到的同手手腕和手指弯曲与伸展的想象。	设备：视觉反馈脑电图（EEG）——在受试者执行提示运动想象（MI）任务时记录的数据——使用受试者特定的 BCI 解码器进行实时分类。解码器的输出分类概率使用指数平滑进行累积，并通过计算机屏幕上的条转化为连续的视觉反馈，该条根据一个或另一个 MI 任务的分类而向右或向左移动。

非侵入式 BCI 控制的辅助设备

用于控制辅助设备的非侵入式脑机接口

研究概览

地位

条件

干预/治疗

研究类型

注册 (估计的)

阶段

联系人和位置

学习联系方式

研究联系人备份

学习地点

参与标准

资格标准

适合学习的年龄

接受健康志愿者

描述

学习计划

研究是如何设计的？

设计细节

手臂数量

武器和干预

参与者组/臂

干预/治疗

研究衡量的是什么？

主要结果指标

结果测量

措施说明

大体时间

次要结果测量

结果测量

措施说明

大体时间

合作者和调查者

赞助

调查人员

研究记录日期

研究主要日期

学习开始 (实际的)

初级完成 (估计的)

研究完成 (估计的)

研究注册日期

首次提交

首先提交符合 QC 标准的

首次发布 (实际的)

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

上次提交的符合 QC 标准的更新

最后验证

更多信息

与本研究相关的术语

关键字

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

计划个人参与者数据 (IPD)

计划共享个人参与者数据 (IPD)？

IPD 共享时间框架

IPD 共享访问标准

IPD 共享支持信息类型

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

研究美国 FDA 监管的设备产品

在美国制造并从美国出口的产品