脑机接口治疗脑卒中上肢功能及大脑可塑性的研究进展

脑机接口(brain computer interface,BCI)可通过不同的采集方式收集患者的脑电信息,通过解码将神经活动转化为外部命令,提供给患者丰富的反馈,包括触觉、视觉及听觉反馈等。脑机接口训练适用于不同阶段的脑卒中患者,且有研究表明其治疗效果具有长期效应。不同反馈方式的脑机接口设备能有效改善脑卒中患者的粗大动作及精细动作,并在改善脑卒中痉挛方面展现出潜力。目前的研究对于改善脑卒中上肢感觉功能的关注较少,然而躯体感觉信号对于运动功能的恢复至关重要,这可能是脑机接口未来的发展方向。脑机接口能够增加神经元之间的突触强度,诱导皮质结构重组并促进大脑皮层之间的功能连接,形成由中枢到外周的闭环康复训练,有效改善上肢功能。经颅直流电刺激可促进运动想象能力从而提高脑机接口准确性,这两种策略的整合有望在未来发挥出更大的康复治疗效果。

从大脑可塑性论阿尔茨海默病预防的非药物干预措施研究

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是当今全球的十大死因之一,并且没有治愈的方案,一旦患病只能采取干预措施来延缓病程。故此,积极采取AD的预防措施也是很有必要的。大脑可塑性主要是以海马体长期增强或衰退的形式来表现的。海马体的结构很容易受到神经可塑性的影响,结构发生改变后,大脑可能就表现出一些认知障碍的疾病。其中,可塑性是发生在突触水平。AD的发病机制与大脑神经可塑性之间具有紧密的联系。而大脑神经的可塑性其实是可以通过人们的一些日常行为来实现的。例如,音乐治疗、体育锻炼、冥想、社会交往等行为都可以在一定程度上对大脑神经进行重塑,增加新的突触,通过这些措施可以在一定程度上起到预防AD或是延缓AD发病的效果。因此本文将以AD的发病机理为基础,从而探讨出有关AD的预防和非药物干预措施。

基于运动想象的脑机交互康复训练新技术对脑卒中大脑可塑性影响

目的:验证脑机接口结合功能性电刺激(BCI-FES)在中枢神经康复中的可行性及其机制。方法:对1例40岁男性脑卒中后左侧上肢重度瘫痪患者进行4周的基于运动想象的BCI-FES训练,训练前后各进行一次系统上肢功能评价及包含"运动"及"想象"组块的fMRI检测,进行功能激活图的绘制。结果:经过为期1个月的训练后左手最快抓握速度提高24.7%,左手抓握运动时功能性磁共振成像(fMRI)激活表现为出现病灶同侧主要运动区(M1)及辅助运动区(SMA)的激活,病灶对侧M1区及运动前区(PMC)激活较训练前减弱。左手运动想象任务时出现了双侧SMA及病灶同侧右后顶叶的激活。结论:脑机交互技术可促进脑卒中患者的中枢神经重塑。BCI-FES应用于存在脑损伤的脑卒中患者的康复训练是可行的。

脑卒中后大脑可塑性的研究进展

脑卒中是当今社会第三大死因,同时也是第一大致残原因。脑卒中的高发和由此产生的严重后果给患者、家庭和社会带来了沉重的负担。一直以来,众多医务研究工作者对脑卒中所致的中枢神经系统损伤后大脑的可塑性和神经康复进行了专注而持久的研究,为改善卒中患者的预后,提高其生存质量,取得了巨大的成绩。本文拟结合以往和新近的相关研究成果对脑卒中后大脑可塑性的研究作一回顾,并对当前研究的热点问题作一简要介绍。

脑卒中后上肢运动功能恢复大脑可塑性的磁共振弥散张量成像研究

目的应用磁共振弥散张量成像（DTI）分析脑卒中偏瘫患者康复后上肢功能恢复的大脑可塑性变化。方法病程4-8周、病变部位为内囊基底节区且皮质脊髓束受累的脑卒中偏瘫患者25例,随机分为康复组（n=13）和对照组（n=12）,对照组予常规药物治疗,康复组在常规药物治疗的基础上增加综合康复治疗。两组分别于治疗前和治疗3个月后行DTI检查,依次从大脑脚、内囊后肢、放射冠区3个层面,测量病变同侧皮质脊髓束和病变对侧相应脑组织的部分各向异性值（FA）,计算FA比值（rFA）和FA不对称性值（FAasy）;利用弥散张量纤维束成像技术重建双侧皮质脊髓束。对偏瘫侧上肢运动功能采用简式Fugl-Meyer评定（UE-FMA）进行评定。结果治疗前两组UE-FMA评分无显著性差异,康复组治疗前后差值多于对照组（P〈0.05）。康复组放射冠层面FA、rFA、FAasy治疗前后有显著性差异（P〈0.05）,大脑脚和内囊层面无显著性差异（P〉0.05）。对照组各层面FA、rFA、FAasy治疗前后均无显著性差异（P〉0.05）。康复组治疗后病灶侧皮质脊髓束纤维较前致密,形态结构改善。结论康复治疗可促进上肢运动功能改善和大脑可塑性变化,主要表现为放射冠层面皮质脊髓束的修复。

大脑可塑性和儿童认知能力研究进展对我国学校体育改革的启示

以大脑认知开发为着眼点的教育改革是国际上新近出现的一个值得关注的现象。本文全面介绍和分析了脑科学、认知能力和体育活动关系研究方面的新动态、重点关注的问题和主要结论,包括:人的大脑结构和功能是变化发展的,教育对大脑可塑性影响很大;依据大脑可塑性理论,儿童的认知能力是发展变化的;体育活动对大脑的发展和认知能力发展有积极的作用。这些研究将对我国的教育改革、体育活动在教育中的地位和价值带来一定的影响。

乒乓球和羽毛球运动员大脑可塑性差异比较

研究目的:长期系统化的运动训练会导致大脑运动皮层可塑性改变。在大脑层面上研究和分析项目间的特性,不仅能帮助运动员和教练更精确地了解专项技术特点,更能为训练效果的评价提供客观生理指标。研究方法:研究选用乒乓球和羽毛球项目中常用主动肌第1骨间背侧肌和桡侧腕伸肌,通过单脉冲经颅磁刺激刺激大脑初级运动皮层,产生运动诱发电位(MEP),以此评价大脑运动皮质兴奋性水平。结果:乒乓球运动员第1骨间背侧肌的MEP振幅和斜率显著高于对照组,羽毛球运动员桡侧腕伸肌的MEP振幅和斜率显著高于乒乓球组和对照组。结论:长期、系统的运动训练"有选择性"地增加主动肌肉对应区域的运动皮层兴奋性,能提高皮质内神经募集水平,帮助运动员更好地完成动作输出。

知觉学习对未成年共同性外斜视术后大脑可塑性影响的临床研究

目的研究知觉学习对未成年共同性外斜视眼位矫正术后双眼视觉功能的重建作用,进一步探讨知觉学习对大脑可塑性的影响。方法将90例4～12岁共同性斜视术后裸眼视力或矫正视力≥0.9,且斜视矫正治愈的儿童随机分为治疗组和对照组。治疗组41例进行双眼视觉性感知觉学习,被试者配戴红绿眼镜,均在标准条件下(CRT显示器,刷新率85Hz,荧屏亮度30～50cd/m2)进行脱抑制、双眼交互平衡、内外融合力、双眼多维空间感知图像训练,每天早晚各20min,每10分钟间隔休息一次;对照组49例未经治疗。均应用同视机检查两组对象治疗前与治疗后3个月的同视机三级功能,并对结果进行比较分析。结果知觉学习后治疗组与对照组比较,有同视机Ⅰ级功能的人数比例,经卡方检验,差异有统计学意义(χ2=11.368,P<0.05);知觉学习后治疗组与对照组融合范围比较,经秩和检验,差异有统计学意义(P<0.05)。结论知觉学习对双眼视觉的重建有促进作用,即感知觉学习对大脑皮层的可塑性有影响。

体育运动训练增强肌肉可塑性和大脑可塑性

体育运动训练改变肌肉和大脑的结构和功能。运动训练可以增加肌肉中毛细血管的数量,改变肌原纤维的比例,刺激多种细胞因子和肌肉因子的合成与分泌,增加肌肉体积,增强肌肉力量。相反,身体活动长期受限则会使肌肉体积减小,肌肉力量下降。另外,运动训练还会使大脑部分脑区的灰质体积增加,促进神经发生,促进脑血管增生,改变大脑激活模式及其结构和功能联结,增加神经营养因子水平。这些作用受运动类型、运动时长、运动强度的影响或调节。目前我们对肌肉可塑性与大脑可塑性之间关系的了解还十分有限。运动相关的代谢过程与肌肉收缩的分泌物可能与大脑可塑性有密切关系。本综述为倡导运动锻炼,制定科学的运动和康复方案提供理论依据和实践指导。

文字阅读学习的大脑可塑性机制

文字阅读学习如何塑造了人脑?这是当今语言认知神经科学的热点课题。研究表明,文字阅读学习不仅会增强早期视觉加工能力和重构腹侧视觉通路,还改变了口语脑网络的加工方式和词素-音素转换脑网络的结构。文字阅读学习通过在视觉皮层与口语系统之间创建一个高效自动运作的平台,改变人脑的功能与结构组织。今后的研究需要深入探究视觉词形区(VWFA)的功能特异性及其与语音和语义加工的动态交互作用、汉字阅读学习的大脑可塑性机制和文字识别与面孔加工的竞争性发育机制等重要问题。

早期听觉剥夺后的大脑可塑性:来自先天性听力障碍群体的证据

皮层功能的正常发展依赖于充分的外部感觉信息的输入。先天性听力障碍群体由于经历早期听觉剥夺,皮层功能往往出现异常。具体表现为初级听皮层功能退化,初级、次级听皮层的功能连接变弱,次级听皮层出现跨通道功能重组;在后天听力重建后听皮层功能重组仍然存在,言语加工需要更多高级认知资源的补偿。已有研究在探讨听力重建后皮层的长期可塑性机制、复杂声学环境下言语加工机制、汉语言加工独特性等方面尚不深入,值得进一步研究。

学钢琴增进双手协调性激发大脑可塑性

据英国《BBC新闻》（BBCNEWS）2012-07-13报道，近年来，大脑神经可塑性（neuroplasticity）得到科学家的广泛研究。认为大脑具有自动重建来应付外界工作的能力，使大脑的内部结构与组织能够达到最佳的工作需求。

语言学习中大脑可塑性研究

母语学习中大脑可塑性从儿童到成人,人类的语言学习经历了从生疏到熟练的过程,在母语的学习和发展中,大脑中负责语言加工的网络如何发展变化?交互-特异化(interactive-specialization)的理论可以被用来解释人类技能学习和发展所对应的脑机制的变化。具体地说,随着学习的进展,大脑功能更加分化,不同脑区负责不同加工,同时不同脑区之间的连接也更加紧密。这样一个脑网络能够提供更加高效的计算资源,对应技能的提升。

认知老化、老年大脑可塑性与认知储备

在社会老年人口不断增加的背景下，老化相关研究日益受到重视。先前研究大多集中于4“D”（疾病disease，残疾disability．死亡death和痴呆dementia）人群，目前很多学者开始关注正常老年并对其异质性群体进行深入探索。Rowe和Kahn^[1]。将老年人群分为三类：成功老龄、常态老龄和病态老龄。部分常态老龄通过生物学、心理学和社会学等干预措施，能够向成功老龄转化，也即可塑性。老年大脑仍然具有可塑性已经得到越来越多的研究证实，这一领域不断涌现出新的观点和理论，

运动训练对大脑可塑性影响的功能性磁共振成像研究进展

脑卒中后肢体常残留运动功能障碍，以偏瘫、共济失调及痉挛最为多见。目前运动疗法已广泛应用于脑卒中后患者的康复训练中，但脑卒中的预后受多种因素影响。目前普遍认为大脑可塑性（brain plasticity）和功能重组（functional reorganization）理论是脑损伤后功能恢复的理论基础，但很少有专业信息揭示脑激活的改变和运动功能恢复之间的关系。

基于动态低频振幅的有氧运动训练后大脑功能可塑性研究

为运动影响大脑功能、结构可塑性的神经机制研究提供客观的影像学证据。基于静息态功能磁共振成像和结构磁共振成像,采用动态低频振幅及基于体素的形态学测量方法,分析中等强度有氧训练后大脑功能活动及灰质体积的变化,纳入20名健康成年被试者参与6个月有氧运动训练。采集所有被试者运动训练前后rs-fMRI和结构磁共振数据并进行dALFF及VBM分析,提取差异脑区。结果显示:6个月中等强度有氧运动训练后,右侧颞中回、海马旁回、中央后回、楔前叶等脑区的dALFF较训练前增高;左侧额下回、额中回以及右侧的缘上回、角回等脑区的dALFF较训练前降低。研究认为,中等强度有氧运动训练可以引起大脑执行控制网络及额顶网络相关脑区功能可塑性改变。

从多媒体生物刺激探索儿童大脑神经系统的可塑性

多媒体技术,是用计算机交互式综合处理多媒体信息,如文本、图形、动画、静态视频、动态视频和声音等,使多种信息建立逻辑连接,集成为一个系统并具有交互性的技术。利用该技术设计的能对机体产生生物反馈的各种感官刺激被称为“多媒体生物刺激”。大脑有着无穷的奥妙,对其可塑性的探索是当今科学界研究的热点。究竟“多媒体生物刺激”对大脑的可塑性有怎样的影响呢?这篇文章将从四个方面来对此问题进行探讨:1.多媒体生物刺激在医学界的应用现状;2.多媒体生物刺激效果的评估标准;3.多媒体生物刺激对提高儿童认知功能的优点;4.多媒体生物刺激的未来发展方向。

不同强度运动对大脑皮层及基底神经节可塑性影响的研究进展

大脑作为人体中结构和功能最复杂的器官之一,其可塑性改变成为近年来各国学者关注的焦点问题。研究显示运动能够对大脑结构及功能产生一定的影响,且这样影响存在运动强度依赖性。适当强度的运动训练能够促进大脑可塑性的良性发展,研究表明,长期的运动训练会造成不同项目运动员的大脑结构发生可塑性变化。临床研究发现适当强度的体育锻炼对运动性障碍疾病如帕金森、亨廷顿等的预防及治疗都有积极的疗效。本文将综述近年来运动对大脑结构及功能可塑性影响的研究成果,剖析运动训练与大脑可塑性的关系,为后期制定运动促进大脑健康发展的精准运动处方提供理论参考。

成熟神经元的细胞周期再活化与大脑可塑性、神经元损伤和神经退行性疾病的关系(英文)

细胞周期主要与细胞增殖有关。最近研究显示,有丝分裂期后的神经元细胞死亡经常伴随有细胞周期调节蛋白的异常表达。细胞重新进入细胞周期以及细胞周期相关蛋白的表达是神经元对大脑损伤的应答,也是大脑可塑性的一种机制。本文主要就此进行综述,并对大脑可塑性变化与神经元死亡的联系,以及神经元细胞周期失调与神经退行性疾病特别是阿尔茨海默病的关系进行了讨论。了解细胞周期进展过程中必需蛋白质的再表达,将会帮助揭示不同病理环境下神经元凋亡的机制,并提示神经退行性疾病的一些潜在治疗靶点。