《Brain Sciences》：Application of Brain–Computer Interface Technology in Vascular Cognitive Impairment: A Systematic Review
背景：血管性认知障碍（VCI）是脑血管疾病的常见后果，显著影响多个认知领域。脑-机接口（BCI）技术已成为VCI患者认知评估与康复的一种有前景的工具。本系统评价评估了BCI技术在VCI患者认知功能中的当前应用。方法：根据PRISMA 2020指南，研究人员检索了Medline、PubMed、Web of Science、Embase和Cochrane临床试验中心注册库。纳入2000年1月至2026年3月间发表的、评估BCI在VCI患者认知功能中应用的研究。结果：共30项研究纳入本评价。参与者包括696例卒中患者、71例早期脑微血管病变患者以及128例无痴呆的VCI患者。在VCI患者中，BCI干预与其他技术（如外骨骼、虚拟现实（VR）、功能性电刺激（FES）、针灸或游戏化认知训练）联合使用时，对认知康复的效果似乎优于单独使用BCI。在所评价的研究中，注意力是最一致得到改善的认知领域。许多研究也报告了整体认知功能的改善，但结果并不统一。记忆、执行功能和语言结局因干预方案、训练时长和评估工具等因素而异。结论：BCI是VCI患者认知评估与康复的一种有前景的工具。然而，研究间的显著异质性限制了结论的推广。未来需要开展大规模、设计良好的随机对照试验，采用标准化结局指标，以验证BCI技术的疗效并探索其潜在机制。
1. 引言
血管性认知障碍（VCI）涵盖了由脑血管病变及其相关风险因素导致的一系列综合征，范围从轻度认知障碍（MCI）到明显痴呆。VCI通常与卒中、脑小血管疾病及其他脑血管疾病相关。其中，卒中是一种极为常见的血管疾病，仍是全球第五大死亡原因。值得注意的是，在卒中后第一年内，约40%的患者出现不符合痴呆诊断标准的认知障碍。更高比例的患者在卒中后不久即出现认知障碍，其中高达30%在5年内进展为痴呆。这种认知衰退轨迹严重损害包括注意力、记忆、执行功能和视空间能力在内的关键认知领域，从而显著降低患者及其家人的生活质量。
目前针对VCI的靶向有效治疗较少，多数患者依赖传统药物干预，如胆碱酯酶抑制剂（如多奈哌齐、加兰他敏和卡巴拉汀）和N-甲基-D-天冬氨酸受体低亲和力拮抗剂（如美金刚）以及其他可能带来适度认知益处的药物。然而，这些药物常伴有副作用，包括恶心、呕吐和腹泻，更严重的是增加不良事件风险，如卒中、肺炎和心肌梗死。值得关注的是，早期识别认知障碍并及时进行强化干预与认知障碍风险降低相关。在此背景下，脑-机接口（BCI）技术作为一种新兴治疗工具，逐渐在认知康复中展现出巨大应用前景。
BCI技术最早由Vidal于1976年提出，他定义了该概念并开发了将脑电图（EEG）转换为计算机控制信号的系统，从而为后续BCI研究奠定了基础。经过几十年发展，BCI技术已演变为一大类设备和技术，在大脑与外部设备之间建立直接通信通路，使无需依赖外周神经系统即可与外部环境交互。具体而言，BCI系统通过采集不同脑区的神经电活动，解读这些电生理信号并将其转换为可解释的命令，使计算机或外部设备能直接对大脑活动做出响应。
典型的BCI系统由五个核心组件构成：信号采集、信号预处理、特征提取、信号分类以及输出控制与用户反馈。信号采集是初始且关键步骤，可通过侵入性或非侵入性方法实现。信号预处理、特征提取和分类构成信号处理模块的核心，从噪声EEG数据中提取有意义的信息。这些处理后的信号随后被转换为控制命令以驱动外部设备或向用户提供实时反馈，促进神经活动的适应性调节。根据具体应用，BCI系统的每个组件均可优化以适应患者或临床场景的独特需求。
神经反馈训练（NFT）是BCI技术的一种具体应用，属于生物反馈类型，个体通过视觉、听觉或其他感觉通道接收其神经活动的实时表征。基于此反馈，参与者有意识地调节自身大脑活动，以促进与特定行为或病理状态相关的靶向神经基质的自我调节。在VCI患者中，常观察到异常神经活动模式。因此，NFT旨在调节特定频段内的EEG活动，以提高唤醒水平并改善多个认知领域的表现。
大脑具有通过学习与刺激从结构到功能进行恢复和重组的能力，称为神经可塑性。大多数患者在卒中后12个月内的认知水平相对于急性期有所改善，这归因于中枢神经系统可塑性介导的自发恢复。然而，这些变化通常不足以产生显著的功能恢复，仍远未达到正常水平。有效的康复训练可以促进神经系统内的动态修复与重组。事实上，许多关于卒中后各种恢复方法的研究都与促进神经可塑性变化有关，这些变化可重建或加强受损脑区的功能连接。同样，VCI患者的认知改善与大脑结构和功能的恢复密切相关。
越来越多的证据表明BCI在认知功能中的应用。大量临床研究探讨了BCI增强健康老年人认知的潜力，以及其在多种疾病认知康复中的作用，包括注意缺陷/多动障碍、卒中、创伤性脑损伤。VCI具有独特的病理生理机制，主要与脑血管病变相关，如白质高信号、腔隙性梗死和慢性脑低灌注，这些病变破坏了认知过程所依赖的大规模神经网络。神经网络层面的这些破坏为BCI应用提供了理论基础，因为BCI可以精确调节分布式神经活动。BCI在VCI中的应用主要针对两个领域：认知评估和认知康复。此前多项系统评价和荟萃分析已考察了BCI或神经反馈（NF）干预在认知或运动康复中的作用。Renton等人对NF作为卒中后认知康复疗法进行了系统评价，结论是尽管NF与认知缺损改善相关，但有限的研究质量和方案的异质性限制了结果的推广性。最近，Vilou等人回顾了EEG-NF对包括卒中、创伤性脑损伤、痴呆和多发性硬化在内的多种神经系统疾病的认知缺损的作用，指出了方案的异质性以及需要进一步高质量试验。此外，一项聚焦于NFT用于MCI和阿尔茨海默病的综述报告了对记忆和注意力总体积极的效果。然而，这些既往综述主要关注卒中人群或混合患者队列，没有专门针对VCI的全谱系，包括卒中后认知障碍、皮质下缺血性血管认知障碍、多梗死认知障碍和混合性认知障碍。这些亚型对基于BCI的干预反应可能不同。尚不清楚来自卒中人群的发现能否安全有效地应用于其他VCI亚型患者。此外，现有综述未系统综合特定认知领域的结局，阻碍了靶向康复策略的设计。许多当前综述采用了以技术为中心的观点，关注运动想象或基于P300的BCI范式，或主要强调运动康复。因此，专门考察BCI在整个VCI谱系中应用的系统评价至关重要，以识别现有证据、突出知识空白，并指导未来的机制和临床研究。本评价重点关注基于EEG的BCI技术在VCI中的临床应用，详细描述了四个主要认知领域——注意力、记忆、执行功能、语言及其他认知过程——中的具体训练任务和结局。
2. 方法
2.1 检索策略
为确定BCI在VCI患者中应用的临床研究文献，在Medline、PubMed、Web of Science、Embase和Cochrane临床试验中心注册库（CENTRAL）中进行了全面文献检索。该系统评价根据系统评价和荟萃分析优先报告条目（PRISMA）2020指南进行。本系统评价未进行前瞻性注册。尽管如此，评价严格遵循PRISMA 2020清单执行，确保过程透明、可重复且方法学严谨。检索旨在识别调查基于EEG的BCI在VCI认知评估和康复中应用的临床和实验研究。关注的认知领域反映了VCI的核心或常见缺损，包括执行功能、信息处理速度、注意力和记忆。鉴于近几十年来BCI技术的快速发展，检索覆盖了2000年1月至2026年3月期间发表的研究，以确保在分析时捕获最新且相关的研究。检索策略包括以下核心医学主题词（MeSH）、Emtree术语和关键词的组合：（“brain–computer interface” OR “neural interface” OR “brain machine interface” OR BCI OR BMI OR electroencephalography OR EEG OR neurofeedback OR NF） AND （“vascular cognitive impairment” OR “vascular cognitive disorder” OR VCI OR stroke OR “post-stroke” OR poststroke OR PSCI OR “cerebral small vessel disease” OR “small vessel disease” OR CSVD OR “cerebral infarction” OR “cerebral hemorrhage” OR “cerebrovascular accident” OR “cerebrovascular disease” OR “brain ischemia” OR “vascular dementia”） AND （cogniti* OR “mild cognitive impairment” OR MCI OR memory OR “executive function” OR attention OR “processing speed”）。每个数据库的完整检索字符串见补充材料。研究人员还手动筛选了所有纳入研究和相关综述的参考文献列表，以识别任何其他合格研究。
2.2 纳入标准
合格研究的纳入标准如下：（1）2000年1月至2026年3月间发表的研究；（2）涉及诊断为VCI的人类参与者（根据国际公认指南如血管性认知障碍分类共识研究标准定义，若未报告诊断标准，则定义为至少一个认知领域受损、神经影像学显示脑血管疾病证据且脑血管疾病是认知障碍主要病因的患者）；（3）应用基于EEG的BCI进行认知评估或康复的研究；（4）报告至少一个与VCI常见受损领域相关的认知结局的研究；（5）设计合格的研究，包括干预性研究（如随机对照试验、非随机对照试验、单臂前后干预研究、试点或可行性研究）和观察性研究（如横断面和病例对照设计）。病例报告若提供与BCI相关的认知结局信息也予纳入。排除标准为：（1）动物研究、体外研究、无人类参与者的计算机或纯模拟研究；（2）关注无血管性认知障碍人群的研究；（3）纳入以原发性神经退行性疾病（如阿尔茨海默病或帕金森病）为主要认知障碍病因的人群的研究，除非明确确认VCI为主要或并存诊断；（4）未评估或报告认知结局的研究；（5）综述文章、荟萃分析、社论、缺少足够方法学细节的会议摘要以及方案类论文。
未对患者年龄、性别、教育水平或所采用的认知评估方法设置限制。此外，鉴于临床研究设计的多样性，无论是否存在对照组，研究均予纳入。
两名审稿人独立筛选标题和摘要以确定合格性。被认为潜在相关的文章进行全文评估，也由相同审稿人独立进行。审稿人之间的分歧通过讨论或咨询第三名审稿人解决。首次检索于2025年12月24日进行，更新检索于2026年4月16日进行。
2.3 偏倚风险评估
采用Cochrane偏倚风险工具2（RoB 2）（2019年版）评估随机对照试验（RCT）的偏倚风险，采用乔安娜·布里格斯研究所（JBI）关键评估工具评估非随机研究。对于RCT，评估六个领域：（1）随机化过程产生的偏倚；（2）偏离预期干预的偏倚；（3）缺失结局数据的偏倚；（4）结局测量的偏倚；（5）结果报告选择的偏倚；（6）其他偏倚（如技术规范、干预方案、参数配置），此为研究人员新增领域。对于非随机和横断面研究，根据研究设计应用相应的JBI设计特异性检查表。一名审稿人对每项研究进行评估，另一名审稿人核实结果。分歧通过讨论解决，必要时咨询第三名审稿人。
3. 结果
3.1 研究筛选过程
从五个数据库共检索到3987条记录。去除1569条重复记录后，剩余2418条记录进行初步筛选。在标题和摘要筛选阶段，排除了1611条不符合纳入标准的记录。另有6条记录因涉及正在进行且未发布结果的试验，或尽管付出大量努力仍无法获取全文而被排除。其余801项研究进行全文审查，其中771项被排除。排除的主要原因如下：涉及无VCI或未明确报告认知障碍的人群（n=93）；未涉及BCI的研究（n=385）；未使用基于EEG的BCI的研究（如基于脑血流信号、功能性磁共振成像（fMRI）、功能性近红外光谱或肌电图的研究）（n=28）；以及未涉及认知评估或康复、或未报告任何认知结局指标的研究（n=265）。最终，30项研究符合所有纳入标准，被纳入本评价。
3.2 患者概况
本评价共纳入30项研究，涉及895名参与者。其中，696名参与者为卒中患者，71名为早期脑微血管病变患者，128名为无痴呆的血管性认知障碍患者。在研究设计方面，15项为RCT，8项为单臂前后研究，2项为非随机对照试验，2项为病例报告，3项为横断面研究。各研究的样本量差异较大。在RCT中，最大规模研究纳入100名参与者，最小规模仅纳入10名。干预组的样本量通常较小，多在15至30名参与者之间。训练时长通常为2-12周内进行8-20次训练。多数研究以英文发表（n=28），一项以中文发表，一项以俄文发表。
由于各研究在干预方案、认知评估方法和结局指标方面存在相当大的异质性，研究人员认为不适合进行定量合成。因此，采用描述性和叙述性方法对结果进行分析和总结，重点关注干预策略和认知结局的变化。纳入研究的特征在表1中系统总结，包括作者、发表年份、样本特征、干预方法、干预持续时间、主要结局以及BCI的作用。
3.3 偏倚风险评估结果
使用RoB 2和JBI关键评估工具评估纳入研究的质量。在15项RCT中，多数研究在评估的各领域显示低偏倚风险或存在一定担忧，而较小比例被判断为高偏倚风险（图3）。8项研究在随机化过程中被视为低偏倚风险。7项因随机序列生成和分配隐藏程序报告不充分而存在一定担忧。在偏离预期干预的偏倚方面，仅一项双盲安慰剂对照试验为低风险。四项单盲研究存在一定担忧，主要因为参与者和人员盲法在BCI、NFT或物理康复干预中难以实施。其余10项研究因缺乏盲法而为高风险。在缺失结局数据方面，13项研究为低风险。一项研究存在一定担忧（约20%的失访率，未进行敏感性分析），另一项因大量失访而被评为高风险。在结局测量偏倚方面，8项为低风险，7项因结局评估者盲法不明确或依赖主观结局指标而存在一定担忧。在选择性报告方面，14项为低风险，仅一项因注册后改变主要结局而为高风险。此外，涉及BCI、NFT或虚拟现实（VR）的研究存在其他潜在偏倚，四项因技术规范报告不完整而存在一定担忧，两项因未提供关键方法学参数（如功能性电刺激（FES）设置、电极放置或算法实现）的任何信息而为高风险。尽管这些方面未正式包含在RoB 2领域内，但研究人员在评估中额外考虑了它们，因为它们可能影响干预的可重复性和可解释性。
在10项非随机研究中，三项被评为低偏倚风险。一项因组间基线显著不平衡、未报告干预组和对照组是否接受相当联合干预以及缺失数据处理不当而被判断为高偏倚风险。另一项因缺失数据处理不当也被评为存在一定担忧。五项因失访率相对较高（>20%）且未充分处理而被认为是高偏倚风险（图4）。
对于两项病例报告，均因未报告不良事件而被评为存在一定担忧。所有三项横断面研究被评估为低偏倚风险。
3.4 基于BCI的认知评估
应用BCI技术开发新的神经心理学评估工具可为VCI患者提供更客观、准确且引人入胜的认知功能评估方法。这种基于BCI的评估通常通过参与者执行预定义任务来量化认知表现。在纳入研究中，三项横断面研究探讨了基于BCI的认知评估方法在卒中患者中的应用。这些研究采用了稳态视觉诱发电位（SSVEP）、VR和任务诱发范式以实现更客观的认知功能评估。与临床预期一致，卒中患者在这些基于BCI的评估系统上的表现普遍差于健康对照。在三项研究中，由BCI技术衍生的认知指数与传统神经心理学测试呈中等到强相关，报告的相关性系数约在0.60到0.80之间。值得注意的是，三名有严重运动障碍的卒中患者无法完成书面符号数字模态测试（SDMT），但使用BCI-SDMT达到了超过70%的正确率，表明基于BCI的评估可以绕过运动输出限制。
3.5 基于BCI的认知康复
VCI中常见的认知领域包括记忆、注意力、执行功能和语言。VCI患者中，记忆障碍是常见的临床特征，常体现在即时和延迟回忆的神经心理学测量表现不佳。这些缺陷可能同时伴有其他认知领域（如注意力和执行控制）的紊乱，后者通过降低记忆编码策略的有效性和信息检索能力进一步损害记忆表现。卒中患者的注意力障碍通常表现为持续注意力、选择性注意力和注意转换缺陷。受影响个体常难以长时间维持注意力集中，且极易受干扰，导致任务专注力受损。注意力是运动恢复和习得新技能的关键前提，因此对VCI患者的认知康复至关重要。值得注意的是，注意缺陷还会影响其他高级认知功能，如记忆、执行功能和语言。执行功能指一组高级认知过程，包括注意力调控、计划、问题解决、多任务处理和行为控制，这些在执行新颖或复杂任务时不可或缺。在VCI中，执行功能障碍被认为是标志性认知特征，常先于明显的记忆缺陷。VCI患者也常出现语言功能障碍，典型表现为语言流畅性下降、词汇检索受损、命名困难和语义处理缺陷。综合而言，这些认知障碍可能对患者的社交互动、功能独立性和日常活动整体生活质量产生不利影响。
大多数纳入研究（n=28）评估了各种BCI或NFT范式作为VCI患者认知康复干预的效果。纳入人群包括卒中患者，以及被称为早期脑微血管病变和无痴呆血管性认知障碍的个体。
3.5.1 注意力
注意力似乎是纳入研究中报告最频繁的认知领域。九项研究主要评估了BCI技术对注意力的影响，包括六项RCT和三项前后研究。干预时长通常为2-4周内每次20-30分钟。两项研究采用了更密集的训练方案（最多6周30次），而一项研究采用了仅三次的简短干预，仍报告了改善。
在RCT中，干预方案各异。一些研究使用了基于EEG指标的实时反馈控制的BCI脚踏车或FES。其他研究采用了基于P300的BCI拼写任务，或针对感觉运动节律、beta频带活动或样本熵的NFT。注意力采用多种测量方法评估，如蒙特利尔认知评估（MoCA）注意力子量表、SDMT、连线测试（TMT）、注意网络测试、数字警觉测试、舒尔特方格测试以及EEG衍生的指标（beta/alpha比值、注意力集中商）。所有六项RCT均报告干预组在至少一项注意力测量上较基线或对照组有统计学显著改善。然而，这些改善的模式和一致性在各研究中不同。例如，Fateeva等人发现MoCA注意力得分大幅提升（从2.3分到5.2分），而对照组则下降。在一项小样本RCT中（每组n=5），仅在BCI-FES组的前额极EEG衍生注意力指数中发现显著增加。此外，实时视觉反馈的存在与否对注意力增强有显著影响。在基于MI-VR的双任务范式中，SDMT表现的改善伴随平衡能力的提升，且效果在4周随访时仍维持。然而，当前证据仍然有限。一项研究报告了SDMT表现的改善，但TMT-A无相应变化，提示注意力增益在不同认知测量中并不一致。多数研究缺乏训练结束后的长期随访。仅一项有4周随访的研究表明益处可持续。总体而言，当前有限但相对一致的RCT证据表明，BCI技术可以改善VCI患者的注意力功能。然而，最佳方案的选择、训练的剂量-反应关系以及长期效果仍待进一步研究明确。
三项前后研究也考察了BCI技术对卒中患者注意力的影响。一项研究对五名慢性卒中注意力缺损患者进行了20次慢皮层电位（SCP）NF，报告了通过注意力表现测试电池（TAP）测量的分配性注意力和注意灵活性改善。然而，在相位警觉、工作记忆或go/no-go表现方面未发现显著变化，对日常生活注意力困难的影响不显著。第二项研究对16名慢性卒中患者进行了8次SCP NF。作者报告了SCP负性增加的非显著趋势。尽管在分配性注意力和灵活性方面观察到一些改善，但这些变化在所有测量中并不一致。值得注意的是，该研究结论是SCP NF对卒中后注意力缺损的疗效不确定。此外，一项由三次基于BCI的NF游戏组成的简短干预导致部分患者EEG衍生注意力指数增加，但并非所有参与者，且改善未与对照条件进行比较。
3.5.2 记忆
记忆障碍，特别是言语短时和长时记忆、工作记忆和视空间回忆，也是受VCI显著影响的认知功能。四项研究评估了BCI技术对记忆的影响，包括一项RCT、一项非RCT和两项前后研究。所有参与者均为卒中患者。RCT实施了3周20次训练，而非RCT在2-3周内实施了10次训练。相比之下，一项前后研究仅采用了三次的简短干预。记忆结局也使用一系列标准化神经心理学工具评估，包括加州言语学习测验、视觉和言语记忆测验、韦氏记忆量表、雷伊听觉言语学习测验、雷伊-奥斯特里特复杂图形测验和数字广度测量。
一项小样本RCT的证据表明，NFT和脑波诱导可能改善亚急性卒中患者的视觉记忆，但非言语记忆。一项非RCT和一项前后研究提供了较低等级的证据，表明SMR NFT可能增强言语长时记忆和视空间短时记忆，而上部alpha NFT似乎改善言语工作记忆。仅包括三次训练的前后研究报告了可能的记忆增益，但无对照比较。总体而言，现有证据提示SMR和上部alpha NFT对记忆亚型可能存在领域特异性效应。然而，研究数量有限、样本量小以及缺乏长期随访限制了明确结论。
3.5.3 执行功能与信息处理速度
三项RCT主要关注执行功能和信息处理速度。患者包括亚急性卒中患者和早期脑微血管病变患者。各研究的干预方案不同。在卒中患者中，两项研究分别应用了24次SMR NF或20次alpha增强联合theta抑制/脑波诱导（BWE），而第三项在早期脑微血管病变患者中的研究比较了15次极低频NF与alpha NF及安慰剂条件。结局指标也不同，包括双任务范式（如行走时进行连续减法）、数字符号替换测验（DSST）、TMT-A、Stroop干扰测验和语音流畅性任务。
在三项RCT中，主动干预后至少有一项执行功能或处理速度测量得到改善。在亚急性卒中患者中，SMR NF与双任务表现改善相关，反映在同时进行运动和认知任务时错误减少，同时步态参数也有改善。另一项研究报告了NF和BWE均改善了DSST测量的处理速度，以及延迟复杂图形回忆任务的表现，这反映了执行-记忆整合。在早期脑微血管病变患者中，极低频生物反馈与处理速度和执行控制的改善相关，表现为TMT-A完成时间缩短和Stroop干扰表现改善。相比之下，alpha频段NF未导致执行结局的显著变化。
3.5.4 语言
卒中后的语言缺陷，特别是失语症，深刻影响沟通、社交参与和生活质量。在三项关于语言功能改善的纳入研究中，BCI技术的效果差异显著。其中两项采用了P300范式：一项涉及基于听觉P300的语言训练，另一项涉及基于视觉P300的拼字训练。病例报告采用了alpha频段NFT。
两项基于P300的BCI研究均使用亚琛失语症测试（AAT）作为主要语言评估，包括自发言语、令牌测验、复述、书面语言、命名和理解子测试。在这两项研究中，基于BCI的语言训练与多个语言领域的改善相关，包括命名、复述、书面语言和自发言语。在听觉P300范式中观察到更明显且一致的改善，增益扩展到所有AAT子测试，并在3个月随访时仍维持。值得注意的是，根据AAT标准，十名患者中有五名在训练后被分类为非失语症。EEG分析显示P300波幅增加、潜伏期缩短，而静息态fMRI显示左侧语言网络功能连接增强以及默认模式网络与语言网络之间的再平衡。相比之下，视觉P300范式产生的改变较温和且一致性较差，改善仅限于复述、书面语言和自发言语。七名参与者中仅三名显示失语严重程度减轻。Nan等人报告了两名慢性卒中患者接受15次alpha频段NFT的结果。结果显示词汇命名、句子完成和言语流畅性改善。然而，未进行统计检验，也未设立对照组。总体而言，基于听觉P300的BCI表现出更强、更广泛且持久的语言改善，而视觉P300范式效果有限，alpha NF仅提供了初步的观察性证据。这些发现提示BCI技术在语言康复中的潜力可能与范式选择密切相关。
3.5.5 多维度认知康复
除了关注单个认知领域外，许多研究采用多维度方法同时评估多个认知领域的恢复。有10项研究报告了超过两个认知领域或整体认知量表的改善。研究人群主要为卒中患者，而关注早期或非痴呆脑微血管病变患者的研究较少。研究类型包括七项RCT、两项前后研究、一项非RCT和一项病例报告。在这些研究中，MoCA是最常用的测量工具，而一些研究也采用针对特定认知领域的神经心理学测试。最常见的训练时间为8-20次，每次时长通常为20-40分钟。各研究间未观察到明确的剂量-反应关系，但至少10次的训练方案往往比更少次数的方案产生更一致的改善。
八项研究报告了使用MoCA作为主要或次要测量工具的总体认知结局。总体而言，BCI技术与MoCA得分增加一致相关，平均改善范围约为1.6至5.5分。在RCT中，单独使用BCI技术以及BCI与其他训练方法联合使用均显示出有益效果。将BCI与外骨骼训练、FES、针灸或额外认知/感觉运动刺激相结合的范式，与单独使用BCI或无BCI的对照条件相比，往往产生更大的改善。比较不同范式的研究表明，基于P300和基于mu节律的BCI均与整体认知改善相关，尽管基于P300的系统即使在基线认知表现较低的患者中也有效，而基于mu节律的方法可能需要相对保留的认知功能。前后研究也支持这些发现，显示在NFT或BCI联合虚拟现实后MoCA改善，常伴随注意力和处理速度的改善。然而，纵向证据仍然有限。一项具有延长随访的研究仅在原始100名患者中的24名报告了4.5年时的结果。在该研究中，MoCA得分在干预后约4个月达到峰值，但到了4.5年时回落到接近基线水平，提示年龄相关的认知衰退可能在长期内抵消初始干预益处。
除总体认知结局外，一些研究使用其他神经心理学测量评估了多领域认知变化。一项采用洛文斯坦作业治疗认知评估的RCT显示，与假对照相比，BCI控制的机器人训练在注意力、记忆、视空间功能和执行能力等多个领域均有显著改善。注意力和处理速度是最一致响应的领域，其次是执行功能如认知灵活性和双任务表现。记忆相关的改善，特别是言语记忆和工作记忆，也有报告，但各研究间变异较大。多领域增益常伴随运动表现、日常生活活动或情感症状的功能改善，提示认知、运动和情绪恢复过程部分重叠。
3.6 不良事件
在30项纳入研究中，未报告与BCI技术相关的严重不良事件。然而，在几项研究中注意到了轻微且短暂的不良效应。在一项使用VR进行认知评估的横断面研究中，Kang等人报告了一些卒中患者出现模拟器病（恶心：9.6%，眼动：41.9%，定向障碍：25.8%），与健康对照无显著差异。约35%的卒中患者报告操作游戏杆界面困难，突显了需要更直观的界面设计。类似地，Ku等人注意到一些患者因头戴式显示器感到不适，但未报告严重并发症。
疲劳和挫败感也有报告，特别是在需要长时间或密集训练的研究中。在Kleih等人的SCP神经反馈研究中，参与者报告在长时间训练后出现疲劳和精神耗竭。一些参与者还因难以达到BCI控制或进展缓慢而表达挫败感。几项研究明确声明无不良事件或设备问题，包括Wan等人、Musso等人和Chen等人。
总之，基于BCI的技术似乎是安全的，无严重或持久不良效应。最常报告的问题是在基于VR的范式中出现短暂模拟器病，以及在密集训练方案中出现疲劳/挫败感。然而，多数纳入研究未提及是否监测或发生了不良事件。以上总结仅反映了那些提供明确信息的研究。这种系统不良事件报告的缺乏限制了基于BCI技术在VCI中安全性的评估。
4. 讨论
本系统评价综合了30项研究（涉及895名VCI参与者）的证据，表明BCI技术在认知评估和康复方面均可行且可能有益。纳入研究涵盖了一系列BCI范式，包括基于振荡活动的NFT方法，旨在调节特定EEG节律以调控皮层兴奋性和认知处理；基于P300、SSVEP、SMR和SCP的范式，针对认知控制、注意力和语言处理相关脑信号的自愿调节。此外，采用了与外部反馈模态或任务环境集成的闭环BCI系统，如虚拟现实平台、基于运动想象的脚踏车系统、FES、机器人外骨骼和游戏化认知训练界面。多数研究样本量小至中等，反映了该领域在血管性认知障碍人群中的新兴性质。
在认知评估方面，三项研究表明基于BCI的认知评估系统可能对评估VCI患者（尤其是运动障碍患者）的认知功能可行。潜在优势如实时交互、即时反馈和准确表现记录允许更动态和生态有效的评估过程。然而，所有三项研究均为初步性质，未提供常模数据或诊断准确性指标。目前尚不清楚这些差异在多大程度上归因于认知障碍而非任务特异性或界面相关因素。此外，非常小的样本量限制了结果的推广性。鉴于研究设计、评估方案的异质性以及相对有限的证据基础，这些方法在近期内更可能作为传统纸笔工具的补充而非替代。需要进一步设计良好的研究以验证其在不同患者群体中的效度、信度和临床实用性。
在认知康复方面，27项研究评估了BCI或NF干预在VCI患者认知康复中的作用。在纳入研究中，多数报告了至少一个认知领域（包括注意力、记忆、执行功能和处理速度、语言或整体认知）的阳性发现，且观察到的认知益处可能取决于具体范式。然而，相当大的方法学异质性、小样本量、缺乏严格盲法以及多数研究中假对照使用有限，表明这些发现应视为初步而非确定性和结论性。基于P300的BCI、BCI控制的脚踏车任务以及BCI联合FES在几项小样本RCT中显示出相对一致的注意力改善，即使在基线MoCA低评分患者中也是如此。相比之下，SCP NF结果不一致，一项研究报告了分配性注意力和灵活性的部分改善，而另一项发现大多数注意力测量无显著变化。因此，基于现有证据，SCP NF对卒中后注意力缺损的疗效仍未得到证实。SMR NF更一致地与记忆改善相关，特别是言语长时和视空间短时记忆，而上部alpha训练似乎与工作记忆更相关。极低频生物反馈在一项双盲、安慰剂对照试验中显示出处理速度和抑制控制的增强。虽然该方案是该领域中最严格测试的方法，但尚未在其他样本或环境中得到重复。听觉P300范式看起来比视觉P300拼字训练更有前景，在慢性失语症中报告了更广泛和持久的语言增益。经过听觉P300范式训练后，观察到脑内神经影像学变化，特征为左侧语言网络功能连接增强以及语言网络与默认模式网络之间的再平衡。相比之下，视觉P300范式可能不足以充分参与语音和语义处理。报告多个认知领域或整体认知改善的研究采用了不同的BCI范式，这些干预措施的异质性妨碍了不同范式之间疗效的直接比较。值得注意的是，基于P300的BCI即使在基线MoCA非常低（20分或更低）的患者中也有效，而μ节律BCI需要基线MoCA评分22分或更高才能取得优于标准训练的结果。这表明患者选择可能与范式选择同样重要。将BCI与外骨骼、VR、针灸、FES或认知训练相结合的多模式方法通常比单独BCI产生更广泛的改善。然而，由于这些方案也涉及更高强度或额外活性成分，多模式的独特贡献仍不清楚。根据当前证据，无法确定任何一个BCI范式对整体认知明确更有效。总体而言，少数研究纳入了机制性生物标志物以探索神经可塑性变化，现有证据仍为初步，不支持关于任何特定BCI技术优越性的明确结论。需要大规模、假对照、高质量的RCT，采用标准化结局指标和延长随访，以确定哪些范式能在VCI患者中一致产生临床有意义的认知益处。未来纳入更多技术导向数据库的综述可能有助于通过捕获更广泛的技术和临床研究来更好地识别不同BCI范式之间的疗效差异。
值得注意的是，纳入研究的多数参与者为卒中患者（696/895，77.77%），而其他形式的VCI相对代表性不足。当前证据主要反映了BCI在卒中患者中的效果。这种不平衡可能限制了发现向更广泛VCI人群的推广性。不同VCI亚型具有不同的脑损伤模式，可能影响对BCI干预的反应性。例如，卒中后病灶通常为局灶性和异质性，而小血管疾病与更弥漫的白质破坏和广泛网络断开相关。这些差异可能导致不同的训练反应或所需干预强度。局灶性皮层病变患者可能受益于针对局部振荡活动的频率特异性方案（如SMR或上部alpha训练），而弥漫性白质病理患者可能需要全局兴奋性调节，如极低频生物反馈，或延长训练时长以实现可检测的认知增益。纳入研究均未根据VCI亚型进行亚组分析，多数也未报告不同病因的单独结果。因此，当应用于其他VCI亚型时，主要在卒中样本中观察到的阳性效果应谨慎解读。
纳入研究间的显著异质性限制了结果的推广性。患者群体在病因、病灶位置、发病时程和基线认知严重程度方面差异很大，所有这些都可能影响认知特征和干预反应性。这些因素凸显了对更同质研究人群或包含分层或亚组分析的稳健研究的需求。BCI范式也差异很大，每种范式有不同的神经靶点、反馈模态和训练强度。这种多样性使得无法确定单一最优协议，但也提示BCI技术可能灵活地根据个体患者特征进行调整。结局测量未标准化。各研究使用了多种认知测试，许多研究依赖单一全局量表如MoCA而非领域特异性神经心理学成套测验。尽管MoCA在检测MCI患者认知障碍方面比简易精神状态检查更敏感，但可能仍会遗漏某些特定认知功能的细微变化。因此，未来研究可将全局测量与领域特异性评估相结合，以提供更全面的认知结局评估。总体而言，研究间的显著异质性妨碍了定量合成，并进一步限制了单个发现的可比性、推广性和可重复性。因此，对当前证据的解释应谨慎考虑，结论应视为探索性而非验证性，证据不足以支持强临床推荐。
还存在一些方法学局限性。回顾研究的一个主要局限是样本量相对较小，限制了统计效力并限制了结果的推广性。许多阳性结果来自缺乏对照组的探索性研究，具有高偏倚风险。例如，Kober等人、Nan等人和Kleih-Dahms等人进行的NFT干预仅涉及少数参与者，通常少于五人。虽然这些研究提供了重要见解，但小队列妨碍了考虑对BCI个体反应差异的能力，如基线认知状态、病灶特征或心理因素的差异。未来研究应旨在招募更大且更多样化的参与者样本，理想情况下在多临床中心进行，以更稳健地验证这些干预的疗效和机制。
另一个显著局限在于对BCI干预引发的长期效果和认知改善可持续性的探索不足。多数研究聚焦于训练后即刻结局，未进行纵向随访，仅有一项研究随访患者超过一年，并报告了MoCA增益在4.5年内下降。长期研究对于确定是否需要重复或维持训练以巩固认知增益以及确定最优训练时长和频率以实现持久益处至关重要。
此外，观察到的认知改善背后的机制仍知之甚少。很少有研究将神经生理变化与认知表现改善联系起来。因此，大脑活动调节与行为增益之间的关系在很大程度上是间接的。神经影像技术与认知康复之间缺乏整合限制了对认知恢复神经机制的理解。研究BCI介导的认知康复的生物学机制可能显著增强我们对卒中后认知恢复的理解。未来研究可能受益于采用多模态方法，结合EEG、fMRI和其他神经影像模式，以更详细地表征BCI如何影响神经网络并促进认知恢复。
VR认知评估的引入，以Kang等人和Ku等人的研究为例，为评估难以用传统纸笔测试评估的VCI患者的行为和执行功能提供了一种新方法。然而，此类系统可能遇到技术和用户界面挑战，特别是对于老年卒中患者或严重运动障碍患者。基于BCI的技术也可能引发疲劳、不适或模拟器病，这可能影响表现并限制临床可用性。尽管一些研究已证明在认知评估和康复中的疗效，但其临床应用可能受到这些短暂不良事件和可用性限制。此外，多数研究未系统报告不良事件，这妨碍了全面安全性评估。为解决这些局限，未来VR平台应优先设计用户友好界面和适应性界面，以适应不同认知和身体能力水平。纳入更简短、模块化的任务可能有助于进一步最小化疲劳，同时保持诊断准确性。未来研究应采用标准化不良事件监测和报告，以增强透明度、可比性和临床实施的证据基础。
偏倚风险评估揭示了纳入研究中的若干方法学问题。多数RCT缺乏充分的参与者和人员盲法，且很少采用假对照或安慰剂对照条件。缺乏盲法可能引入实施和检测偏倚，尤其当使用主观结局指标时，参与者对分组分配的知晓可能进一步影响心理因素，从而潜在影响干预结局。此外，许多研究未提供BCI参数的详细报告，这妨碍了可重复性。高退出率引发了对发现稳健性和推广性的担忧。因此，这些方法学局限可能系统性地夸大观察到的阳性效应。
此外，高昂的成本以及需要专门设备和大量人员时间来设置和监控系统可能使BCI技术可及性降低。例如，Kleih等人报告每次训练会话从电极准备到完成需要约60-90分钟。此外，多数研究在有监督的实验室或临床环境中进行，这确保了安全性和数据质量，但限制了可扩展性。基于家庭的BCI技术很少被探索。一项研究提示其在慢性卒中患者中的可行性，但未涉及关键实施方面如远程监测和数据质量控制，也未与临床训练进行直接比较。因此，进一步探索基于家庭的BCI设备具有重要意义。它们通过减少时间和财务成本、减轻患者往返医疗机构的负担来提高训练的可及性和依从性，同时通过更灵活、长期的居家训练环境增强干预的可持续性和生态效度。此外，开发简单、低成本、便携的BCI系统有助于将该技术从研究推进至临床实践。
5. 结论
本评价对30项研究的综述表明，BCI技术代表了VCI患者（特别是卒中患者）认知评估和康复的一种新兴辅助工具。在更广泛VCI谱系中的疗效尚待确定。然而，证据仍然有限，应谨慎解读。小样本量、异质性干预方案、不充分盲法以及缺乏长期随访限制了发现的强度和推广性。因此，BCI在临床实践中的应用应基于个体患者特征进行指导，并在精心监测的临床或研究环境中实施。未来需要设计良好、效能充分的RCT，采用标准化结局指标、适当对照条件和延长随访，以进一步阐明疗效、持久性和最佳干预策略。
此外，个性化和多模态BCI干预可能代表未来重要方向。根据患者认知特征、病灶类型和神经生理指标选择适当的BCI范式，并将BCI与补充方法（如VR、FES、外骨骼、认知训练）相结合，可能增强干预效果及其生态效度。然而，这些策略的临床益处仍需要通过高质量研究进一步验证。
