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[资源分享] fNIRS在认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用中的应用现状和未来 [复制链接]

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发表于 2019-9-2 19:29:43 |只看该作者 |倒序浏览
本帖最后由 罗叶双 于 2019-9-2 19:36 编辑

? ???来自英国伦敦大学医学物理与生物医学工程系的Paola Pinti等研究人员在Annals of theNew York Academy of Sciences期刊发表了一篇有关近红外光谱成像技术(fNIRS)在认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用中的应用现状和未来的文章。在过去的几十年中,fNIRS在认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用中的使用迅速增加。这种快速增长是由于相比其他神经影像模态(如功能性磁共振成像、脑电图、脑磁图),fNIRS具有无创性、对身体运动不敏感、高度可便携、适用于所有可能的被试群体(从新生儿到老年人)和实验场景(实验室内部和外部)等方面的优势。这篇文章提供了有关fNIRS基础知识、技术发展及应用研究的全面的、最新的综述,尤其是讨论了fNIRS在认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用领域(尤其关注在自然环境中和社会认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用中的神经影像应用中)的一些开放性挑战和潜力。

关键词:功能性近红外光谱成像 认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用 社会bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用


引言

功能性神经成像技术和研究的进展对我们了解广泛的大脑功能(健康的以及处于神经和精神疾病状态下的大脑)具有重要作用。然而,要理解在严格控制的认知任务中的大脑激活是怎样与我们的日常生活相关及其在临床病症的诊断和治疗中具有怎样的价值,仍然是具有挑战性的。其中一些挑战来自于神经影像技术本身的限制。而这篇综述性文章描述了一种有潜力克服其中一些问题的新兴技术,即功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)。

过去25年来,fNIRS迅速发展,成为一种监测广泛应用领域和人群中功能性大脑活动的工具。fNIRS最成功的研究领域之一是神经发育。fNIRS的一些特点(如便携性、允许运动和使用安全性)使得该技术特别适用于研究婴儿和儿童的脑功能。已有研究表明,fNIRS揭示了无法用其他神经影像学方法(如fMRI)进行适当研究的大脑发育中认知的几个方面,包括物体、面孔和语言加工,以及视觉、听觉和感觉运动系统的功能特异化。此外,在严格限制的环境(如,fMRI 扫描仪)中难以考察的非典型发育领域(关注执行功能和语言发展障碍,以及诸如自闭症、注意缺陷多动障碍的神经发育障碍)也进行了令人兴奋的研究。尤其是,对儿童和成人自闭症患者的功能性组织和社会脑已经进行了测查,证明了fNIRS在测量该群体的神经认知功能上的能力。

fNIRS也被证明是研究精神疾病中皮质扰动的一种非常有前途的工具。例如,对精神分裂症研究已经进行了大量研究,都在言语流畅性任务期间观察到特别的前额皮质(PFC)的功能异常。一般而言,在精神分裂症患者中会观察到血氧动力学响应的差异、减少的大脑活动以及非典型的大脑功能连接模式。

对身体运动的低敏感性和该设备的便携性使得fNIRS适合于在运动任务期间或在涉及行走的任务期间监测皮质的血流动力学情况,而这在扫描仪的受限环境中是不可能实现的。这对于了解日常活动期间(如,探查边行走边使用智能手机时跌倒的风险增加或探查航行期间的心理负荷)的功能性脑激活模式以及对于探究神经康复的效果非常有用。例如,有研究评估了中风患者在康复前后两个月大脑皮层激活的变化情况,该研究证明了fNIRS在检测与运动恢复相关的脑区激活变化方面的潜力,这反映在康复后受到影响的半球前运动皮层激活的增加。其他使用可穿戴式的fNIRS设备的研究考察了在不同的疾病(如帕金森病,患有轻度认知障碍的老年人)中前额叶(PFC)功能障碍对在行走的同时执行第二项任务的困难的影响。通过这种方式,fNIRS已经显示出作为神经康复工具的明显潜力,用以监测随时间的推移患者的运动和认知改善。除此之外,fNIRS还可以用作运动障碍患者的脑-机接口系统中的通信设备。

这篇文章基于过去几十年中进行的研究,这些研究已经确立了fNIRS作为一种稳定可靠的神经影像学方法。本文旨在讨论fNIRS在那些将从使用该技术受益最多的认知bet36娱乐_bet36备用网址大全_bet36体育在线备用领域的新应用。具体来说,作者在提供与其他神经影像学方法的更详细的比较之前,先总结了fNIRS的历史及其工作原理。然后,探讨了在执行功能和社会认知领域的新研究是如何使用fNIRS的,并强调了令人振奋的未来发展的领域。


表2. fNIRS与其他神经影像学方法的比较

??fNIRS?? fMRI

EEG/MEG

PET

??

信号

HbO2

HbR

??

BOLD (HbR)

电磁

脑血流葡萄糖代谢

空间分辨率

2–3 厘米

0.3毫米体素

5-9厘米

4毫米

穿透深度

大脑皮层 全脑EEG:大脑皮层/MEG:更深的脑结构

全脑

时间分辨率

达到10Hz 1-3Hz >1000Hz

<0.1Hz

可能的任务范围 极大 有限 有限 有限
对头动的稳健性 非常好 有限 有限 有限

可能的被试范围

所有人 有限,对儿童/病人有挑战性

所有人

有限

声音

无声

很吵

无声

??

无声

便携性

是,适用于便携式系统

??是,适用于便携式EEG系统 无??

成本

??低?? EEG:低;MEG:高

篇幅限制,阅读全文请点击链接??https://mp.weixin.qq.com/s/Ni4_9NFEK05LK0oyML7Ptg


如需原文及补充材料,请加微信:siyingyxf 获取,如对思影课程感兴趣也可加此微信号咨询。


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沙发
发表于 2019-9-11 21:05:00 |只看该作者
好文,收藏了!谢谢
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