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大腦掌控了人類的思考以及各種動作模式，大腦的功能到現在還是讓許多研究人員無法完全理解澄清。 但我們可以確切的暸解到，大腦經過一連串的學習、訓練後會增加我們的注意力、學習力。這些相關的研究可以藉由記錄腦波的方法來進一步得到分析結果。桃園長庚復健科目前有腦波神經回饋訓練的臨床服務，並進行研究運用腦波神經回饋的技術來增加受試者的注意力、集中力。目前這項臨床研究可以針對大腦受傷過的成年病患（如腦中風患者）來做相關訓練，可讓病患在做復健時提高他們的專注能力，以提高復健的訓練成效。也有研究應用腦波神經回饋訓練在兒童身上，像是過動兒、注意力不集中、癲癇患者、尤其是不想要小朋友以服用藥物來控制病情的情況，在國外都有相關研究經由長時間的神經回饋訓練可以免除藥物的使用，並且增加學習能力、注意力等相關學習能力，是病患在復健期間的一項輔助復原的利器。
隨著復健醫療水準的不斷提高，透過積極復健計畫結合發展中輔助腦中風復健的新療法，可加強改善腦中風後的功能障礙。針對輔助加速治療期程的刺激方式來說，「重複性經顱磁刺激」是目前研究及臨床上發展的重點，是一種非侵入性、安全性高的神經刺激術。原理是運用電磁感應原理所發展出來，亦即將電磁刺激有效地由頭皮經過顱骨傳送刺激至大腦以誘發腦部特定區域之皮質電生理活動，對於因大腦受損而產生運動或相關認知功能障礙，是相當具有潛力的治療方法。桃園長庚復健科目前有經顱磁刺激輔助復健訓練的臨床研究及服務，並運用腦波分析的技術來理解腦中風病患復原過程中的腦皮質功能性網路的恢復過程。從目前的研究成果而言，經顱磁刺激的多項研究已經顯示可以改善腦中風後及脊髓損傷後諸多的功能障礙，可用來輔助復健治療並提高其生活質量，讓病患在做復健時提高他們的復原能力，提高復健的訓練成效。未來也將有更大的研究樣本數的臨床研究來進一步證實其臨床有效性及實用性。
虛擬實境之定義是以電腦為基礎的互動過程，提供多感官之虛擬環境並運用在真實情境中。藉由感受虛擬的聲音、影像及情境，讓使用者得以完全融入於虛擬世界中進行娛樂或訓練。
其理論是透過不斷的練習和以視覺與聽覺為主的感覺刺激回饋，來增加受訓練者的動機與參與度後，提升學習動作技巧。因此，虛擬實境的訓練介入，主要能提升的訓練項目有下列五點：(1)注意力；(2)活動參與動機；(3)活動表現；(4)活動品質；(5)協調能力。桃園長庚復健科目前有虛擬實境復健的臨床研究，藉由聲音及視覺的遊戲回饋下，增加腦中風患者的復健時的注意力、集中力。透過不斷練習及回饋能改善動作表現、動作品質、速度、靈巧度來提升並且輔助復健活動的成效。並運用腦波分析的技術來理解腦中風病患復原過程中的腦皮質功能性網路的恢復過程，以利未來復健運動科學的發展及復健醫材的設計應用。
下肢步態機器人的訓練方法，來輔助病患正確地行走，讓受傷過後的大腦及本體感覺感受並開始學會一步一步正確的走路，慢慢地建立起以往的走路模式。目前長庚復健科相關研究包括：（一）重複性經顱磁刺激結合步態機器人訓練；（二）單純機器人步態訓練並結合腦波以及在腳底貼感應片來觀察步態與大腦皮質區的關聯性。這樣的訓練模式，一方面除了可以訓練病患重新學習正確步態，也能根據研究數據來證實，機器人步態訓練可以協助病患的大腦記住正確行走步態。 復健過程中不僅有傳統復健時使用的懸吊系統步態訓練，步態機器人更提供了一項新的治療選擇。 使用步態機器人來加強訓練成效，對於病患以及家屬都是不可多得的一項新醫療技術。