Brain-Controlled Epidural Spinal Stimulation for Upper-Limb Motor Function after Tetraplegia
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Spinal cord injury (SCI) disrupts descending motor pathways, leaving individuals with tetraplegia dependent on residual neural connections to generate voluntary movement, with limited recovery despite extensive rehabilitation. Epidural spinal cord stimulation (ESCS) has emerged as a promising neuromodulation strategy that can amplify spinal sensorimotor pathways, enabling residual circuits to respond more effectively to attempted voluntary commands. However, most approaches deliver stimulation continuously rather than in response to volitional intent, limiting the integration of cortical commands and spinal activation that may enhance both neuroprosthetic utility and the potential for recovery. Here, we present an implantable brain-computer interface (BCI) that decodes attempted movement from electrocorticography signals to trigger cervical ESCS during upper-limb motor tasks in an individual with chronic, motor-complete cervical SCI. We demonstrated that both BCI-driven and tonic ESCS immediately enhanced motor function compared to no stimulation, with BCI-ESCS producing greater improvements in grip force and reaching accuracy. Parallel to these assistive effects, BCI-ESCS facilitated corticospinal and spinal excitability after a single session, whereas tonic stimulation did not, suggesting the utility of BCI-driven neuromodulation for activity-dependent plasticity. Four weeks of BCI-ESCS use further drove meaningful improvements in hand motor function exceeding clinical improvement thresholds, with selected gains persisting at one-month follow-up. Together, these findings establish a translational proof-of-concept for an implantable BCI-ESCS, demonstrating the feasibility of intent-driven neuromodulation as a restorative strategy that provides both neuroprosthetic assistance and therapeutic benefit following chronic complete tetraplegia. One-Sentence Summary Implanted brain-controlled spinal stimulation provides neuroprosthetic assistance and drives recovery in chronic tetraplegia.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».