西安电子科技大学董明皓团队在fNIRS潜力揭示方面取得新进展


在人体器官中,大脑被认为是最为复杂的器官之一。其作为神秘而精密的控制中枢,在我们感知世界的过程中发挥着不可或缺的作用。大脑结构的错综复杂,各个区域之间的协同工作使得我们能够感知、思考和做出复杂的决策。这种高度的组织性和互动性赋予大脑独特的神奇之处。

 

近期,西安电子科技大学的董明皓团队引入了一项非侵入性技术——近红外光谱技术(fNIRS),致力于协助研究人员更深入地理解我们脑部的运作方式。这项研究不仅对大脑运作机制进行了深刻剖析,同时为人类思维过程提供了有益的启示。有关这一研究的详细成果已在JCR一区期刊《Neurophotonics》杂志上发表。本文将深入解析这项研究的关键发现,以便让您更全面地理解大脑神奇而复杂的功能。

 

01
为什么这项研究很重要?

 

这项研究的目标是验证fNIRS技术在成年人中监测脑部反应的可行性,重点关注了腹侧视觉通路中的两个重要区域:枕复合体(LOC)和梭状回面孔区(FFA)。这对我们更好地理解大脑在处理视觉信息时的运作机制至关重要,对于未来的神经影像研究和改进现有技术具有重要价值。

 

 

 

 

02
实验设计和方法
 


 

研究团队使用了一种Artinis的便携式fNIRS仪器,对35名成年受试者进行了实验。通过一系列任务,董教授的团队测量了LOC和FFA区域的血液动力学活动。同时,他们利用先进的脑部图谱技术,确保探测器的正确放置。这些合理设计的实验和方法,使得我们能够更好地了解大脑在不同任务条件下的表现。

 

 

 

03
重要发现


 

通过对数据的分析和比较,董教授的团队发现LOC区域在处理对象信息时表现出较高的活动水平,而FFA区域在面孔识别任务中的活动水平与对象识别任务相比并没有明显差异。这表明fNIRS技术在检测LOC活动上的可行性较高,但对FFA区域的探测仍存在局限性。

 

04
结果的意义和局限性

这项研究的结果对我们了解大脑在不同任务中的活动模式具有重要意义。然而,我们需要注意到fNIRS技术在探测较深脑区时的局限性,这是因为光的穿透能力有限。这个发现有助于我们更好地理解神经影像学研究的挑战,并促使我们进一步改进技术以适应更深层次的大脑活动研究。

 

 

      这项研究不仅为我们提供了关于fNIRS技术可行性的宝贵见解,而且为今后在神经科学领域取得更大突破提供了希望。进一步发展fNIRS技术可能带来实用、低成本的大脑疾病诊断工具,同时也为神经增强设备的发展开辟了新的可能途径。未来,让我们拭目以待fNIRS在神经科学中的更多可能性!

 

 

参考文献

 

CHAI W, ZHANG P, ZHANG X, et al. Feasibility study of functional near-infrared spectroscopy in the ventral visual pathway for real-life applications [J]. Neurophotonics, 2024, 11(1): 015002.

 

 

 

05
相关仪器设备


 

 

荷兰Artinis公司生产的Brite MKIII设备是一款便捷可穿戴的脑血氧监测仪器,可监测大脑血氧的变化过程,适用于探究脑部活动以及相关疾病的神经生理学和神经心理学研究。设备采用无创的近红外光谱技术(fNIRS),可以实时监测脑部氧合状态,含氧、脱氧和总血红蛋白浓度等多项生理指标,帮助研究人员更深入地了解脑部功能和疾病。

 

 

其他型号

 

 

佩带方便: 

轻便一体化设计重量仅300g,佩带方便,活动自如 

全脑覆盖: 

最大支持54通道,可同时测量多个大脑区域

无线传输: 

实时无线蓝牙传输,最大距离100米,可在移动中测量

运动矫正: 

集成6轴运动传感器,矫正头部运动对数据的干扰

多人同步: 

系统软件可以同步连接多个设备,实现多人超扫描 

适用性广: 

光强可调,适用于婴幼儿至成人各年龄段的研究需要 

 

 

 

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关键词:

西安电子科技大学,董明皓,fNIRS潜力揭示,《Neurophotonics》

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