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背景：人体的平衡维持不仅是一个机械过程，还依赖于皮层活动与身体动力学之间的持续相互作用。姿势摆动的改变常见于衰老和卒中，并且经常被用于评估平衡障碍。然而，相似的平衡缺陷并不一定反映相似的潜在感觉运动控制机制。因此，研究脑—身体相互作用及其与姿势行为特征之间的关系，可能为理解这些人群平衡功能障碍背后的神经过程提供更深入的见解。 目的：确定脑—身体耦合是否与由姿势波动时间组织所表征的姿势行为特征相关，而不仅限于传统的基于幅值的姿势摆动测量；并探讨这些关系在卒中幸存者、健康老年人和青年人之间是否存在差异。 方法：在4种不同的感觉条件操控下进行静立任务时，同时记录卒中幸存者（n = 12）、健康老年人（n = 18）和青年对照者（n = 17）的脑电图（EEG）和压力中心（CoP）信号。提取基于摆动的皮层运动学相干性（CKC）以及CoP的线性和非线性特征（样本熵，SE；分形维数，FD）。采用线性混合效应模型评估各特征与CKC之间的关联，并使用Akaike信息准则比较模型性能。基于CKC、CoP的线性与非线性特征构建多维状态向量，并计算标准化特征空间中连续状态之间的欧几里得距离，以量化脑—身体控制组织在不同条件下的状态转变。 结果：在内外侧方向上，非线性特征与CKC之间存在显著关联，且这种关联具有组别和特征依赖性；其主要由卒中组中显著的SE和FD效应以及老年组中的SE效应所驱动，而青年组中未观察到显著关联。在仅包含CoP线性特征的基线模型中加入非线性特征后，模型拟合显著改善。仅使用CKC时分类性能较低（AUC 50至65），而将CKC与线性及非线性特征结合后，组别判别能力得到提高（AUC最高达0.86）。状态空间转变分析显示，与健康老年人相比，卒中参与者表现出更大的条件依赖性状态转变，尤其是在泡沫垫上站立时由睁眼转为闭眼的条件变化中更为明显。 结论：通过将波动的时间结构而非仅其幅值纳入考量，可以更全面地理解站立过程中的脑—身体耦合。这些发现支持将非线性动力学特征与CKC结合，作为潜在的平衡障碍标志物。
背景：人类的平衡维持不仅是一个机械过程，还依赖于皮层活动与身体动力学之间的持续相互作用。姿势摆动的改变常见于衰老和卒中，并且经常被用于评估平衡受损。然而，相似的平衡缺陷并不一定反映相似的潜在感觉运动控制机制。因此，研究脑—身体相互作用及其与姿势行为特征之间的关系，可能为理解这些人群中平衡功能障碍的神经过程提供更深入的见解。目的：确定脑—身体耦合是否与姿势波动时间组织所表征的姿势行为特征相关，而这种相关性超越了传统基于幅值的姿势摆动测量；并探究这些关系在卒中幸存者、健康老年人和青年人之间是否存在差异。方法：在4种不同的感觉条件操控下进行安静站立时，同时记录卒中幸存者（n = 12）、健康老年人（n = 18）和年轻对照者（n = 17）的脑电图（EEG）和压力中心（CoP）信号。提取了基于摆动的皮层运动学相干性（CKC），以及CoP的线性和非线性特征［样本熵（SE）；分形维数（FD）］。采用线性混合效应模型评估各特征与CKC之间的关联，并使用赤池信息准则比较模型性能。基于CKC、CoP的线性和非线性特征构建多维状态向量，并计算标准化特征空间中连续状态之间的欧氏距离，以量化脑—身体控制组织在不同条件下的转换。结果：在内外侧方向上，非线性特征与CKC之间存在显著的、依赖于组别和特征的关联，这主要由卒中组中显著的SE和FD效应以及老年组中的SE效应驱动，而年轻组中未观察到显著关联。在仅包含CoP线性特征的基线模型中纳入非线性特征后，模型拟合显著改善。仅使用CKC时分类性能较低（AUC 50至65），而将CKC与线性及非线性特征结合后，组别判别能力提高（AUC最高达0.86）。状态空间转换分析显示，与健康老年人相比，卒中参与者表现出更大的条件依赖性转换，尤其是在泡沫垫上站立时由睁眼转为闭眼的过程中。结论：对站立过程中脑—身体耦合的理解，若将波动的时间结构而非仅其幅值纳入考量，可能会更加全面。这些发现支持将非线性动力学特征与CKC结合，作为平衡受损的潜在标志物。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.16.738688v1?rss=1
🏷️ 姿势摆动 脑-身体耦合 皮层运动学相干性 非线性动力学 卒中平衡障碍