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CPC閉環(huán)康復概述

CPC（中樞-外周-中樞）閉環(huán)康復（圖1）是一種整合中樞干預（如tDCS、TMS、BCI）與外周干預（如任務導向訓練、功能性電刺激）的康復模型，旨在通過雙向反饋環(huán)路增強腦損傷后神經(jīng)可塑性與功能恢復。其必要性源于單一干預方式的局限性：中樞干預雖能激活腦區(qū)并促進神經(jīng)重塑，但缺乏外周感覺運動的反饋；外周干預能提供感覺輸入但無法直接調(diào)控中樞神經(jīng)活動。CPC閉環(huán)通過融合兩者形成“信息反饋環(huán)”，實現(xiàn)“1+1>2”的協(xié)同效應，尤其適用于腦卒中后運動、言語及吞咽功能障礙的康復。實現(xiàn)該模式的關(guān)鍵在于雙向信息傳遞技術(shù)（如BCI、神經(jīng)反饋設(shè)備）和個體化干預策略（根據(jù)患者腦網(wǎng)絡特性動態(tài)調(diào)整刺激參數(shù)）。

圖1CPC閉環(huán)干預理論與多模態(tài)評估機制圖

閉環(huán)康復分為三種模式（圖2）

大閉環(huán)模式：中樞與外周干預技術(shù)結(jié)合（如tDCS+任務訓練、TMS+外周磁刺激），通過多模態(tài)輸入輸出增強整體功能恢復；

小閉環(huán)模式：依賴獨立的中樞技術(shù)（如BCI、鏡像療法），通過感覺 priming 和系統(tǒng)調(diào)節(jié)直接連接肢體活動與腦激活；

微小閉環(huán)模式：聚焦大腦內(nèi)部半球內(nèi)或半球間的神經(jīng)可塑性調(diào)控（如tDCS陰陽極調(diào)控半球興奮性、TMS聯(lián)合EEG實時反饋）。 三者均以神經(jīng)可塑性和免疫-神經(jīng)通訊為基礎(chǔ)，但作用尺度與組合方式不同（大閉環(huán)整合多系統(tǒng)，小閉環(huán)側(cè)重中樞-外周直接耦合，微小閉環(huán)專注腦內(nèi)網(wǎng)絡調(diào)控）。

圖2 大、小、微小閉環(huán)康復模式示意圖

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CPC閉環(huán)康復的神經(jīng)機制

CPC閉環(huán)康復的神經(jīng)機制是一個多層次的整合系統(tǒng)，其核心在于通過強化神經(jīng)可塑性和調(diào)控神經(jīng)免疫網(wǎng)絡來實現(xiàn)功能恢復。中樞干預（如tDCS、TMS）直接作用于大腦，通過調(diào)節(jié)突觸效率、腦能量代謝和神經(jīng)營養(yǎng)因子表達來促進損傷區(qū)域的重塑，而外周干預（如任務導向訓練、FES）則通過持續(xù)的感覺運動反饋輸入，鞏固正確的運動模式并誘導突觸形成，兩者通過閉環(huán)設(shè)計形成正向反饋，顯著放大康復效應（如BCI訓練中的Hebbian強化學習）。超越傳統(tǒng)的神經(jīng)可塑性，神經(jīng)免疫交互是更深層的關(guān)鍵機制：中樞干預可抑制小膠質(zhì)細胞過度活化、降低促炎因子（IL-1β、TNF-α、IL-6）、提升抗炎因子（IL-10）水平，外周干預（如運動）則能減輕全身及腦內(nèi)炎癥反應。尤為重要的是，這種免疫調(diào)控通過腸-腦軸和肺-腦軸等跨器官通路形成一個宏大的全身性閉環(huán)系統(tǒng)（圖3）：腦損傷后，應激信號通過交感神經(jīng)等途徑導致腸道菌群失調(diào)和肺部免疫異常（腦→外周）；隨后，腸道來源的炎癥細胞和肺部塑造的免疫環(huán)境又通過循環(huán)和神經(jīng)途徑反作用于大腦，加劇或減輕神經(jīng)炎癥（外周→腦）。因此，CPC閉環(huán)康復不僅作用于局部的大腦環(huán)路，更通過調(diào)控這些中樞-外周器官軸的雙向?qū)υ?，從全身免疫和代謝層面為神經(jīng)修復創(chuàng)造一個有利的系統(tǒng)性環(huán)境。

圖3 卒中后中樞-外周免疫串擾與多器官軸通訊網(wǎng)絡圖

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臨床研究：方法與結(jié)果

臨床研究多采用隨機對照試驗，評估CPC閉環(huán)策略對卒中患者功能恢復的影響。例如：

方法：tDCS結(jié)合功能性電刺激（FES）或任務導向訓練（TOT），使用Fugl-Meyer評分（FMA-UE）、改良Ashworth量表、腦電圖（EEG）和功能磁共振（fMRI）量化效果。

圖4的六個子圖（a-f）是各種"常見閉環(huán)康復范式"的真實案例照片：

(a) tDCS（中樞干預） + TOT（外周干預:日常生活密切相關(guān)的任務訓練如拿起物體、操作工具）---> 改善腦卒中后上肢運動功能（如手的抓握、伸展、協(xié)調(diào)性）和日常生活活動能力（ADL）

(c) TMS（中樞磁刺激） + rPMS（外周磁刺激）--->通過中樞和外周同步進行神經(jīng)調(diào)制，雙向調(diào)節(jié)神經(jīng)興奮性，打破痙攣-無力-失用的惡性循環(huán)

(d) MI（中樞干預：運動想象） + TOT（外周干預:患者立即進行剛才所想象任務的實際物理練習）--->利用“心理模擬”激活與實際運動相似的大腦網(wǎng)絡，為后續(xù)的實際運動做好“預演”，提高訓練效率。

(e) MT（中樞干預：鏡像療法） + TOT（外周干預:患者通過鏡子觀察鏡中健手運動的視覺反饋指導患側(cè)手）--->利用視覺反饋“欺騙”大腦，讓它相信患側(cè)肢體能夠正常運動，從而激活患側(cè)大腦半球，抑制異常模式。

(f) BCI（中樞干預：運動想象） + TOT（外周干預：外骨骼）--->建立一條繞過受損神經(jīng)通路的“人工”神經(jīng)環(huán)路，通過將微弱的、無效的運動意圖轉(zhuǎn)化為成功的行為結(jié)果，給予大腦極度密集和及時的正向反饋。

結(jié)果：

tDCS+FES組FMA-UE評分改善8.53分（假刺激組4.60分），Broetz手功能測試改善11.93分（假刺激組6.33分）；

鏡像療法+TOT組上肢運動能力提升17分（常規(guī)康復組8.6分），功能獨立性改善17.1分（常規(guī)組6.2分）；

BCI訓練結(jié)合外骨骼反饋顯著增強感覺運動節(jié)律（ERD強度），運動嘗試任務比運動想象任務激活更優(yōu)的皮層響應。

這些結(jié)果通過神經(jīng)影像（如DTI顯示白質(zhì)重塑）和電生理（EEG事件相關(guān)去同步化）驗證，證實CPC閉環(huán)在改善運動功能、日?；顒蛹澳X網(wǎng)絡分離中的有效性。

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總結(jié)

CPC閉環(huán)康復通過整合中樞與外周干預，利用神經(jīng)可塑性與免疫調(diào)節(jié)機制，顯著提升腦損傷后功能恢復效果。其核心優(yōu)勢在于：

個體化調(diào)控：基于實時神經(jīng)反饋動態(tài)調(diào)整干預參數(shù)；

多系統(tǒng)協(xié)同：通過腸-腦軸、肺-腦軸等跨器官免疫通訊增強治療效果；

技術(shù)融合：BCI、TUS經(jīng)顱超聲等非侵入技術(shù)實現(xiàn)深部腦區(qū)精準刺激。 未來需進一步探索免疫環(huán)路在閉環(huán)中的作用、最佳干預時序及個性化方案制定。

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回映產(chǎn)品

產(chǎn)品1：48通道8腦區(qū)同步高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備

回映電子科技院線級多腦區(qū)高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備(MXN-48)是一款可8腦區(qū)/8人同步干預的高精度經(jīng)顱電刺激實驗平臺。其已突破了Soterix對該技術(shù)的壟斷(Soterix產(chǎn)品Soterix MXN-33 高精度經(jīng)顱電刺激系統(tǒng)其之前是市面上唯一款可對不同腦區(qū)進行同步精確干預的設(shè)備)回映高精度經(jīng)顱電刺激產(chǎn)品M×N-48其具有48個獨立輸出通道，每個通道的波形，強度等參數(shù)都可以獨立設(shè)置，可以實現(xiàn)對8個不同腦區(qū)的同步干預，不同腦區(qū)的相位同步性<0.1°，大大增強了tES的神經(jīng)調(diào)控效果?；赜掣呔冉?jīng)顱電刺激設(shè)備提供了兩種不同的操作模式以供研究者選擇——基礎(chǔ)模式和自由模式?；A(chǔ)模式使用更加方便，設(shè)定簡單；自由模式則允許導入自定義電流波形，功能更加強大。
回映自研 48通道8腦區(qū)同步高精度經(jīng)顱電刺激設(shè)備
適用范圍：康復醫(yī)學：運動功能障礙、語言障礙、認知障礙、吞咽障礙、意識障礙、上肢肌張力障礙、卒中后抑郁、卒中后疼痛等精神病學：抑郁癥、焦慮癥、強迫癥、物質(zhì)成癮、創(chuàng)傷后應激障礙﹑精神分裂癥等兒童康復：腦癱、運動功能障礙、注意缺陷多動障礙、孤獨癥、閱讀障礙、語言發(fā)育遲緩等神經(jīng)病學：睡眠障礙、耳鳴、慢性疼痛、帕金森病、纖維肌痛、慢性疼痛(脊髓損傷下肢)、阿爾茨海默病、單側(cè)忽略﹑偏頭痛、神經(jīng)性疼痛等腦科學研究：記憶、學習、言語等

產(chǎn)品2：手持式高精度經(jīng)顱電刺激HD-tES設(shè)備

回映便攜式高精度經(jīng)顱電刺激儀(HD-tES)創(chuàng)新地采用type-C轉(zhuǎn)生物電極的設(shè)計使得產(chǎn)品能夠非常便捷地被使用?；赜潮銛y式高精度經(jīng)顱電刺激儀(HD-tES)通過多電極配置(1個中心電極和4個返回電極)實現(xiàn)高精度電流聚焦,精準刺激目標腦區(qū)。其核心優(yōu)勢在于通過縮小電極尺寸(直徑12mm的環(huán)形電極)和增加電極數(shù)量,顯著提升刺激的聚焦性和精準性。
回映HD-tES支持多模式刺激,覆蓋多場景需求：HD-tDCS模式：調(diào)節(jié)皮層興奮性,適用于中風康復、抑郁癥干預等。HD-tACS模式：精準鎖定腦電頻段(如β-γ頻段改善強迫癥,4Hz增強工作記憶)適配認知障礙治療等。HD-tRNS模式：HD-tRNS 對顯式和隱式計時任務的影響不同,用于研究大腦的計時機制和時間處理能力等。回映便攜式HD-TES設(shè)備示意圖
回映自研type-C轉(zhuǎn)生物電極示意圖
適用范圍:神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療，意識障礙和認知功能調(diào)節(jié)，康復治療，運動和認知功能恢復。產(chǎn)品3：便攜式TI時域干涉經(jīng)顱電刺激儀

便攜式TI時域干涉經(jīng)顱電刺激儀通過緊密接觸于頭皮的電極傳導兩路不同頻率的高頻脈沖電流(如：2000Hz和2010Hz),高頻電流流經(jīng)大腦表層和深部區(qū)域，并在腦深部干涉產(chǎn)生低頻包絡(如：10Hz),由于大腦神經(jīng)元對高頻(>1000Hz)電刺激不響應，所以位于大腦表層的高頻電流并沒有對大腦產(chǎn)生刺激效應位于腦深部的低頻包絡刺激大腦，實現(xiàn)無創(chuàng)地刺激大腦深部而不影響大腦皮層，即無創(chuàng)腦深部電刺激。

回映便攜式時域干涉電刺激設(shè)備支持傳統(tǒng)的tTIS時域干涉電刺激模式（基于正弦波），PWM-TI時域干涉電刺激模式（基于50%占空比方波），burst-TI時域干涉電刺激模式,細分為tTI-iTBS，tTI-cTBS兩種模式（基于iTBS，cTBS).

適用范圍：

能夠應用于對老年癡呆、癲癇、帕金森、抑郁癥等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療和神經(jīng)科學研究的多個領(lǐng)域。

回映便攜式TI時域干涉經(jīng)顱電刺激儀設(shè)備示意圖產(chǎn)品4：便攜式經(jīng)顱強交流電刺激儀(Hi-tACS)
該設(shè)備采用非侵入性的10-30mA刺激電流直接刺激大腦區(qū)域，進而刺激大腦深部的神經(jīng)核團、改變神經(jīng)遞質(zhì)水平，影響腦電節(jié)律、改善腦區(qū)間的聯(lián)絡，從而增強腦功能，治愈疾病。

回映便攜式經(jīng)顱強交流電刺激儀設(shè)備示意圖

參考文獻

1. Exploration on neurobiological mechanisms of the central–peripheral–central closed-loop rehabilitation
2. Signaling inflammation across the gut-brain axis.
3. The spleen contributes to stroke-induced neurodegeneration.
4. Neuroplastic changes following brain ischemia and their contribution to stroke recovery: Novel approaches in neurorehabilitation.
5. Extrinsic factors influencing gut microbes, the immediate consequences and restoring eubiosis.
6. Combined effects of cerebellar tDCS and task-oriented circuit training in people with multiple sclerosis: A pilot randomized control trial.