侵入式脑机接口塑造了功能性神经外科的未来

doi:10.4103/NRR.NRR-D-24-01336

摘要/Abstract

摘要： https://orcid.org/0000-0002-4888-543X (Thomas Kinfe)

Abstract: Invasive as well as non-invasive neurotechnologies co n c e p t u a l i ze d to i nte r fa c e t h e c e nt ra l and peripheral nervous system have been probed for the past decades, which refer to electroencephalography, electrocorticography and microelectrode arrays. The challenges of these mentioned approaches are characterized by the bandwidth of the spatiotemporal resolution, which in turn is essential for large-area neuron recordings (Abiri et al., 2019). In a most recent consensus statement, the brain-computer-interface (BCI) society defined BCIs as a system that measures brain activity and converts it in (nearly) realtime into functionally useful outputs to replace, restore, enhance, supplement, and/or improve the natural outputs of the brain, thereby changing the ongoing interactions between the brain and its external or internal environments. It may additionally modify brain activity using targeted delivery of stimuli to create functionally useful inputs to the brain (Soldado-Magraner et al., 2023). Nascent developments have enabled the conceptualization of small-scale microelectrode arrays, which more and more are probed to couple electrophysiological patterns of brain circuits with internal and/or external environmental properties (e.g., prosthetics, computer) seeking to restore an impaired state of motor performance (Hochberg et al., 2012; Collinger et al., 2013; Bouton et al., 2016; Hughes et al., 2021; Patrick-Krueger et al., 2024). At this point, it is noteworthy that despite the BCI array itself, additional equipment and an interdisciplinary approach (including but not limited to neurophysiology, bioengineering, and computational science) are mandatory to ensure proper signal acquisition, signal processing, feature extraction, and pattern recognition which in turn may control external functionally used prosthetics, wheelchairs, monitors, and speech speller (PatrickKrueger et al., 2024).

. 侵入式脑机接口塑造了功能性神经外科的未来[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2026, 21(3): 1122-1123.

Thomas Kinfe, Steffen Brenner, Nima Etminan. Brain–computer interfaces re-shape functional neurosurgery[J]. Neural Regeneration Research, 2026, 21(3): 1122-1123.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

美国国立医学图书馆（PubMed）

美国国立医学图书馆开放获取全文数据库（PubMed Central, PMC）

美国生物学文摘数据库（BIOSIS previews, BP）

美国《化学文摘》（Chemical Abstracts, CA）

Scopus荷兰《医学文摘库/医学文摘》（Excerpta Medica, EM）

波兰《哥伯尼索引》（Index of Copurnicus, IC）

OvidSP平台数据库

中国科学引文数据库（CSCD）

中国科技期刊数据库-统计源期刊（CSTPCD）

编委会

主编Editor-in-Chief

苏国辉院士（Kwok-fai So, Chair Professor and Head, Jessie Ho Professor in Neuroscience, Department of Anatomy, The University of Hong Kong）。

联系方式：Email: szb@nrren.org 电话：+86 138 0499 8773

编委会成员

期刊编委队伍由国际神经再生领域著名学者、中国科学院院士、香港大学苏国辉教授领导的由100多位国际神经再生优秀专家组成。共同致力于创办一本发表神经再生领域专业学术研究经同行严格评审的优秀学术期刊。

在线投稿平台

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材料方法

讨论

特邀稿件

对特邀综述稿件的要求：

（1）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（2）全文不超过6000个单词，包括摘要，不包括参考文献，图和表格，出版后8-10个版面。

（3）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

摘要：非结构式， 250单词。

引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

利益冲突：

参考文献：采用 Journal of Neuroscience格式。

特邀述评类文章：观点、点评、研究亮点、给编辑的信等。

特邀观点栏目文章要求：

（1）观点文章为作者对神经再生领域某一热点问题的评论，有作者鲜明的观点和作者本人

对此科研过程的认识和总结。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

特邀点评与研究亮点栏目文章要求：

（1）点评文章为点评在本刊发表的文章，研究亮点文章为点评国际优秀杂志近期或在线提前发表的前沿性的优秀文章。

（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

给编辑的信栏目文章要求：

（1）给编辑的信文章为读者对本刊已发表文章的来信反馈。

（2）全文1000- 2000单词，不包括参考文献，文章不需要摘要、图和表格，出版后1个版面。

（3）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

文章快阅

延伸阅读

NRR： 德国鲁普雷希特卡尔斯大学 Thomas M. Kinfe团队讨论侵入性手术植入脑机接口微电极阵列在运动恢复中的现状

Oliveira 等人的最新研究提出了一种联合方法，应用外周非侵入式和中枢侵入式神经接口，首先，使用微创和非侵入式传感器记录来自脊髓的备用信号，这些传感器要么植入肌肉，要么使用非侵入式高密度表面肌电图接口从皮肤记录运动单位动作电位。Oliveira 等人提出的这一概念旨在提高采集信号的可靠性，同时保持高信号分辨率，提高性能（由于冗余和信息传输增加而需要的计算能力更少），并克服非平稳性（脑信号的变化），最终改善信号的时空解码。先前的研究表明，在许多神经系统疾病中，运动神经元都得以幸免，例如临床上完全和不完全的脊髓损伤、卒中和运动神经元疾病。

来自德国鲁普雷希特卡尔斯大学 Thomas M. Kinfe团队进一步证明，即使是通过高密度表面肌电图以完全非侵入性的方式访问的一小部分脊髓运动神经元，也可以预测与年轻健康个体和新生儿运动相关的神经动力学。实时同时记录保留的脊髓运动神经元和皮质数据将提供有关皮质如何控制人类肌肉力量的前所未有的信息。这些额外的输入对于自动缩放和校准皮质输入到运动动力学中至关重要，因为保留的运动神经元与肌肉力量成比例缩放，并且可以通过所提出的方法实时获得，而这反过来对于从中枢和周围神经系统到辅助设备的可靠信息传输是必不可少的。最近人们对使用侵入式脑机接口神经应用来填补尚未解决的神经治疗空白的兴趣和担忧日益增加。然而，阻碍脑机接口技术广泛使用的潜在缺点是成本高、与医疗保健提供者报销相关的悬而未决的问题、敏感大脑数据的使用/存储以及永久性大脑植入物的必要性。

文章在《中国神经再生研究（英文）》发表。