神经肌肉机接口于疲劳可控的个体化早期中风康复的机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81771959
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    55.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2801.脑机交互、神经工程与康复工程
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Effective restoration of limb functions after stroke depends on early intervention of physical training. However, overloaded exercise in the rehabilitation has the potential to enlarge the lesion size in the brain and also may suppress the motor gain in late stage after stroke. Currently, there is no effective method to monitor the training load in the stroke individuals in both clinical practices and researches, which could lead to the further loss of brain tissue in the process of rehabilitation. In this project, we propose a novel neuromuscular interfacing system to monitor the electrocorticography (ECoG) and electromyogramphy (EMG) of stroke rats when receiving treadmill training in early stage after stroke. The fatigue level will be investigated by ECoG and EMG signals together for understanding the process of the central and the peripheral fatiguing processes. We will evaluate the rehabilitation effectiveness on the rats controlled with different fatigue levels, in the aspects of neural regeneration, brain lesion size, stress level and motor restoration. An optimized rehabilitation strategy will be explored to maximize the motor restoration and minimize the brain lesion.
中风后进行及时的早期康复训练可以有效重建瘫痪肢体的运动功能。然而,在早期康复时运动过量也有造成进一步脑组织损伤和抑制后期康复的风险。目前不论是在临床实践还是在科研中,由于缺乏有效的手段对中风个体的训练量进行实时的监控,在批量化的康复训练中大都忽略了个体对统一训练量耐受力的不同,从而引起可能的神经损伤。本项目将结合脑机接口与肌肉机接口技术以中风大鼠为动物模型建立神经肌肉机接口一体化平台,利用植入式脑电与肌电信号分析手段,针对中风个体在康复训练中的运动性疲劳程度对康复效果的影响展开研究。通过实时监控中风大鼠个体在进行中风早期康复训练时的疲劳程度解释其变化规律;并对受控于不同疲劳程度的大鼠康复效果进行量化评估。我们将对康复训练时产生的运动性疲劳程度对神经再生、脑组织损伤、情绪压力激素分泌和肢体功能康复这几方面的影响来探讨个体化康复训练量由疲劳程度来控制的效果,并找出优化的康复训练策略。

结项摘要

本项目结合了脑机接口与肌肉机接口技术以中风大鼠为基础模型建立了神经肌肉机接口一体化平台。利用生理电信号:脑电与肌电,为测量分析手段,研究了实时监控中风个体在进行中风康复训练时的疲劳程度变化规律;并对受控于不同疲劳程度的个体的康复效果进行量化评估。我们对康复训练时产生的运动性疲劳程度对神经再生、脑组织损伤、情绪压力激素分泌和肢体功能康复这几方面的影响探讨了个体化康复训练量由疲劳程度来控制的效果,并找出优化的康复训练策略。由本项目所取得的基础研究成果已初步向临床应用性研究转化,并取得了一定的成果。与此同时,我们在研究的过程中,研发了一系例用于量化评估卒中后感知运动功能的方案与总结性指标,可广泛应用于临床评估。

项目成果

期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
An Exoneuromusculoskeleton for Self-Help Upper Limb Rehabilitation After Stroke.
用于中风后自助上肢康复的外神经肌肉骨骼
  • DOI:
    10.1089/soro.2020.0090
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
    Soft robotics
  • 影响因子:
    7.9
  • 作者:
    Nam C;Rong W;Li W;Cheung C;Ngai W;Cheung T;Pang M;Li L;Hu J;Wai H;Hu X
  • 通讯作者:
    Hu X
Home-based self-help telerehabilitation of the upper limb assisted by an electromyography-driven wrist/hand exoneuromusculoskeleton after stroke.
中风后,以家庭为基础的自我帮助,由肌电图驱动的腕/手外神经肌肉骨骼辅助上肢远程康复
  • DOI:
    10.1186/s12984-021-00930-3
  • 发表时间:
    2021-09-15
  • 期刊:
    Journal of neuroengineering and rehabilitation
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Nam C;Zhang B;Chow T;Ye F;Huang Y;Guo Z;Li W;Rong W;Hu X;Poon W
  • 通讯作者:
    Poon W
Pathway-specific cortico-muscular coherence in 1 proximal-to-distal compensation during fine motor 2 control of finger extension after stroke
1 精细运动期间的近端到远端补偿中的通路特异性皮质肌肉一致性 2 中风后手指伸展的控制
  • DOI:
    10.1088/1741-2552/ac20bc
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Neural Engineering
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Sa Zhou;Ziqi Guo;K.F. Wong;H.L. Zhu;Y.H. Huang;X.L. Hu;Y.P Zheng
  • 通讯作者:
    Y.P Zheng
Electroencephalographic (EEG) Measurement on Post-stroke Sensory Deficiency in Response to Non-painful Cold Stimulation
脑电图 (EEG) 测量中风后对无痛冷刺激反应的感觉缺陷
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Frontiers in Aging Neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Yanhuan Huang;Jiao Jiao;Junyan Hu;Chicha Hsing;Zhangqi Lai;Yang Yang;Zengyong Li;Xiaoling Hu
  • 通讯作者:
    Xiaoling Hu
A Data-Driven Investigation on Surface Electromyography Based Clinical Assessment in Chronic Stroke.
基于表面肌电图的慢性中风临床评估的数据驱动研究
  • DOI:
    10.3389/fnbot.2021.648855
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in neurorobotics
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Ye F;Yang B;Nam C;Xie Y;Chen F;Hu X
  • 通讯作者:
    Hu X

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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