fNIRS與EEG的結(jié)合：窺探大腦活動的新途徑

更新時間：2023-10-25 15:49:46 關(guān)鍵詞：腦組織,技術(shù),fNIRS,功能,動力學(xué),血液,能量代謝,細(xì)胞,Spectroscopy,活動

　　近紅外光譜成像(Functional Near-Infrared Spectroscopy，fNIRS)技術(shù)利用近紅外光在腦組織中的傳播規(guī)律以及良好的穿透能力，探索光在腦組織中歷經(jīng)一系列吸收、散射后出射光所攜帶的與腦組織光學(xué)特性相關(guān)的生化信息。通過研究氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白以及總血紅蛋白的濃度變化，fNIRS技術(shù)能夠間接反映神經(jīng)元的活動、細(xì)胞能量代謝以及血液動力學(xué)等功能，為了解大腦的狀態(tài)與加工過程提供重要指標(biāo)。

　　fNIRS作為一種無創(chuàng)、可實時監(jiān)測的腦功能檢測技術(shù)，在動態(tài)運動條件下也能被應(yīng)用。相較于腦電圖(EEG)和事件相關(guān)電位(ERP)，fNIRS具有更高的時間分辨率和空間分辨率。該技術(shù)的優(yōu)勢在于儀器體積小巧、重量輕、易于攜帶，并且成本較低，這使其在腦功能研究領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。

　　結(jié)合EEG和fNIRS兩種技術(shù)，可以在實驗準(zhǔn)備方面更加便捷，被試可以進(jìn)行具有較大動作量和更為復(fù)雜行為的實驗。與在磁共振成像(MRI)實驗采集中無法實現(xiàn)的情形不同，這種腦電生理信號和血氧信號的同時記錄能夠提供更完善對認(rèn)知活動的理解，從而為腦功能活動的研究提供了一條新的道路。

　　腦電圖(EEG)具有高時間分辨率，可以捕捉到大腦電活動的快速變化，但其空間分辨率有限。而fNIRS則可以實時觀察到腦區(qū)的血液氧合水平變化，提供更好的空間分辨率。將這兩種技術(shù)結(jié)合使用，可以彌補EEG/ERP的空間分辨率較低的缺點，同時記錄電生理信號和血氧信號，從而為對認(rèn)知活動的研究提供更為完善的認(rèn)識。

　　通過EEG與fNIRS的結(jié)合，研究人員能夠獲取到關(guān)于大腦的多模態(tài)信息，進(jìn)一步揭示認(rèn)知加工的復(fù)雜過程。例如，在進(jìn)行腦-機接口(Brain-Computer Interface, BCI)研究時，同時獲得EEG和fNIRS數(shù)據(jù)可以提供對大腦活動的更完善理解，進(jìn)一步改進(jìn)BCI系統(tǒng)的性能和精度。

　　fNIRS與EEG的結(jié)合為研究大腦功能活動提供了新的視角和方法。通過充分發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢，我們有望更好地了解認(rèn)知活動、神經(jīng)功能以及大腦的復(fù)雜加工過程，為神經(jīng)科學(xué)研究和臨床應(yīng)用開辟了新的前景。

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