功能性近紅外光譜技術（fNIRS）在敏感受試人群中的應用

瀏覽次數：1630　發布日期：2023-8-21　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

fNIRS技術概述
功能性近紅外光譜技術（fNIRS），作為一種非侵入性神經成像技術，可通過測量氧合和脫氧血紅蛋白的相對濃度變化，反映大腦局部皮質區域的活動。該技術使用范圍覆蓋多種領域，適用于不同年齡、膚色、健康狀況的受試者，同時也適用于對設備使用有更高要求的敏感受試人群，如兒童、老人或臨床患者等。

小編接下來將為您展示 fNIRS 是如何成為監測敏感受試人群大腦活動的優質選擇，以及該技術在這類人群中將如何使用。

fNIRS為何適用于敏感受試人群？
fNIRS作為非侵入性神經成像技術，操作方便，設置時間較短。目前 fNIRS 設備通常為穿戴式或便攜式，因此受試者在進行大腦監測時，不僅可以選擇常用的實驗室環境，還可以在室外多種運動場景中接受測試。此外，與其他神經成像技術（如腦電圖和功能磁共振成像）相比，fNIRS極大地減少了運動偽影的出現概率。這對于那些無法長時間保持靜止狀態，或對于設備穿戴舒適度有著更高要求的敏感受試人群（如兒童、老人）而言，該技術更加便捷，也更為人性化。

綜上，fNIRS利用其獨有的優勢，目前已成為敏感受試人群腦認知測試的更優選擇。

fNIRS監測老年人大腦活動
由于全球人口趨于老齡化，了解老齡化相關的制約因素和疾病變得尤為重要。近期，多名不同領域內（如神經科學和臨床領域）的老年人接受了fNIRS設備的測試，以評估其執行能力、運動能力和認知表現。近年來，雙任務范式常常被用于評估老年人的認知功能，即通常讓老年受試者同時進行運動任務（如行走）和認知或執行任務（如算術計算）。

以下是幾個主要的研究領域：
01 通過鍛煉等方式，測試健康老年人的認知功能和運動能力是否有所改善；
02 對比健康老年人與年輕人，在不同腦區域內的腦活動；
03 調查患病老年人（如帕金森病、阿爾茨海默病或中風）的腦功能，并測試康復和治療方法是否對其有效。

小編列舉了幾個使用fNIRS設備對健康老年人和患病老年人進行的有趣研究，供大家參考：
Vitorio Retal. (2021). Changes in prefrontal cortical activity and turning in response to dopaminergic and cholinergic therapy in Parkinson's disease: A randomized cross-over trial. Parkinsonism Relat Disord. May;86:10-14.

Germain Cetal (2022). Effect of the Level of Physical Activity on Prefrontal Cortex Hemodynamics in Older Adults During Single- and Dual-Task Walking. J Aging Phys Act. Jul 12;31(1):96-104.

Pellegrini-Laplagne Metal (2022). Acute Effect of a Simultaneous Exercise and Cognitive Task on Executive Functions and Prefrontal Cortex Oxygenation in Healthy Older Adults. Brain Sci. Mar 28;12(4):455.

fNIRS監測嬰幼兒大腦活動
除老年人外，fNIRS也經常應用于嬰兒、幼兒和兒童大腦發育的研究：
01 嬰幼兒執行或認知功能的研究；
02 嬰幼兒語言發展的語言學研究；
03 嬰幼兒心理研究，例如，評估嬰幼兒與其照顧者或同伴的社會互動。該研究通常使用超掃描方法，即在多個受試者中同時進行近紅外光譜測量；
04 患有發育性疾病（如多動癥或自閉癥）的臨床患病的研究；
05 早產兒不同腦區域內腦氧合變化的研究。

最后，列舉了幾個使用fNIRS設備對嬰幼兒進行的有趣的發育研究，供大家參考：
Xie Setal. (2021). An fNIRS examination of executive function in bilingual young children. International Journal of Bilingualism, 25(3), 516–530.

Lai Yetal. (2020). Determining Whether Tennis Benefits the Updating Function in Young Children: A Functional Near-Infrared Spectroscopy Study. Applied Sciences 10(1):407.

Sun Fetal (2022). Effect of game-based high-intensity interval training program on the executive function of children with ADHD: Protocol of a randomized controlled trial. PLoS One. Jul 28;17(7)