fNIRS近紅外超掃描技術在教育神經科學中的研究

來源：天津百勝客科技有限公司 2024年03月29日 14:49

1. 什么是fNIRS超掃描？

超掃描技術是一種較新的神經科學技術手段之一，在前面的推文中，我也有過介紹，目前我所看到的超掃描技術從技術手段上來看，主要可以使用功能核磁共振成像（fMRI）、腦電圖（EEG）、功能近紅外光譜成像（fNIRS）等設備對處于社會互動中的兩個人或多人的大腦神經機制進行同時采集掃描、通過分析腦間活動同步及其行為指標的關系，揭示社會互動的腦機制。

從廣義上講，超掃描是指同時測量來自至少兩名進行相同實驗任務或刺激的被試的生理信號（EEG/MEG/fNIRS/fMRI等）。“超掃描”一詞由Montague等人(2002)使用，用于測量人類互動時的大腦信號。在該研究中，兩個同步的fMRI掃描儀被用來測量被試對(pairs)在競爭游戲中互動時的大腦活動。從此，超掃描的概念得到了進一步的擴展，到現在就包括了其它的神經成像方法，包括腦電圖（EEG），功能性近紅外光譜（fNIRS）和腦磁圖（MEG）等等，此外，超掃描還考慮了行為數據（觸感，眼睛凝視，聲音等），外周生理學數據（心率等）甚至還有內分泌學數據（激素的分泌，如催產素等）。

fNIRS超掃描

fNIRS超掃描更具體地說，使用近紅外光的傳播吸收來間接測量基于含氧（HBO）和脫氧（HBR）血紅蛋白變化的大腦激活。

fNIRS超掃描技術特別適合涉及嬰兒和兒童的研究，和在更自然的環(huán)境中評估社交互動。在親子互動下，研究的信息交流；在情侶、在師生、在競爭下，甚至于在團隊協(xié)作上的實驗研究中，就可以在實驗室環(huán)境/自然環(huán)境下實現。

2. fNIRS超掃描的主要測量方法是什么？

fNIRS超掃描的主要測量方法是同步——同時行動、發(fā)展或發(fā)生。當使用fNIRS腦成像技術時，在神經水平上可以觀察到這種同步性，因此是兩個或多個個體在社交互動期間和之后的短時間內的大腦活動的相關性，就稱為人際神經同步（INS）或腦間同步（IBS）。這個定義的具體還需要在文獻中在查閱一下，要有可參考的依據。

人際神經同步（INS）的概念還比較復雜，這一現象并不一定是同時同步發(fā)生的，也可能是存在一致性的相移也是神經同步。

fNIRS超掃描的分析方法主要是兩類，線性分析和非線性分析：

通常的分析方法包括相似性、相關性、相干性以及因果關系等

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