一、基于EMG分解的外周神经活动解码及其神经-机接口应用

       神经-机接口技术广泛应用于运动功能障碍患者(脑卒中、脑外伤、脊髓损伤、截肢等)的运动康复与辅助,使患者可不依赖正常神经通路而重新获得运动能力。尽管机械、电子技术的发展使得运动康复与辅助器具能够获得和人手接近的复杂、精细运动能力,但现有运动解码技术还无法满足精细运动控制的需求。肌电(EMG)信号时频域全局特征被广泛应用于神经-机接口运动解码,但由于EMG信号形成过程某些内在因素的影响,导致现有方法无法实现精细运动的连续解码。为此,研究团队基于EMG分解技术,研究非稳态条件下外周运动神经(alpha运动神经元)活动无创实时提取方法,并研究利用运动神经活动信息准确估计肌肉收缩状态的方法,最终实现对精细运动的准确解码并应用于假肢、康复外骨骼等运动康复辅助设备的主动、随意和依直觉控制。

 

二、基于外周神经电刺激的神经活动调控及其应用

       近年来,双向神经-机接口技术已经成为研究热点,与早期神经-机接口强调神经活动解码,即“读”的过程不同,双向神经-机接口不仅强调读懂神经活动,还强调“写”的过程,即通过外界干预手段,调控神经活动,从而构成“读-写”闭环,以期为神经系统疾病治疗干预提供新手段。研究团队主要基于外周神经活动无创电刺激技术,探索研究稳定性高、选择性好的外周神经活动精细调控方法,期望在中枢神经损伤疾病患者手部精细运动、感觉康复方面取得新的突破。

三、基于脑/肌电的多源信息神经系统功能状态检测与量化评估方法

       人体运动、感觉、情感等功能状态依赖于与之对应的神经环路的功能状态,例如,中枢神经损伤后运动功能的缺失源于运动控制神经通路的不完整性。充分利用运动神经环路可塑性进行运动康复的前提是能够对运动神经环路的重塑状态进行量化,从而监测康复干预对神经环路重塑的实际效果并及时调整干预方案。然而,现有的运动神经环路重塑状态评估仍以间接评价肢体运动表现为主(临床量表),缺乏对根本的运动神经环路异常活动进行直接量化评估的有效手段。为此,研究团队探索研究以脑肌电信号为手段检测、量化脑-肌之间信息传递功能的方法,为直接测量脑-外周运动神经环路功能重塑状态提供新思路。

四、智能化诊治设备研发

      面向脑卒中等中枢神经系统疾病导致的功能障碍,开发智能化、可穿戴诊治设备。