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fNIRS近紅外超掃描技術(shù)在教育神經(jīng)科學(xué)中的研究

閱讀:192        發(fā)布時(shí)間:2024-3-29
1. 什么是fNIRS超掃描? 


超掃描技術(shù)是一種較新的神經(jīng)科學(xué)技術(shù)手段之一,在前面的推文中,我也有過(guò)介紹,目前我所看到的超掃描技術(shù)從技術(shù)手段上來(lái)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(shè)備對(duì)處于社會(huì)互動(dòng)中的兩個(gè)人或多人的大腦神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行同時(shí)采集掃描、通過(guò)分析腦間活動(dòng)同步及其行為指標(biāo)的關(guān)系,揭示社會(huì)互動(dòng)的腦機(jī)制。
從廣義上講,超掃描是指同時(shí)測(cè)量來(lái)自至少兩名進(jìn)行相同實(shí)驗(yàn)任務(wù)或刺激的被試的生理信號(hào)(EEG/MEG/fNIRS/fMRI等)。“超掃描"一詞由Montague等人(2002)使用,用于測(cè)量人類互動(dòng)時(shí)的大腦信號(hào)。在該研究中,兩個(gè)同步的fMRI掃描儀被用來(lái)測(cè)量被試對(duì)(pairs)在競(jìng)爭(zhēng)游戲中互動(dòng)時(shí)的大腦活動(dòng)。從此,超掃描的概念得到了進(jìn)一步的擴(kuò)展,到現(xiàn)在就包括了其它的神經(jīng)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(shù)據(jù)(觸感,眼睛凝視,聲音等),外周生理學(xué)數(shù)據(jù)(心率等)甚至還有內(nèi)分泌學(xué)數(shù)據(jù)(激素的分泌,如催產(chǎn)素等)。
fNIRS超掃描
fNIRS超掃描更具體地說(shuō),使用近紅外光的傳播吸收來(lái)間接測(cè)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(shù)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(píng)估社交互動(dòng) 。在親子互動(dòng)下,研究的信息交流;在情侶、在師生、在競(jìng)爭(zhēng)下,甚至于在團(tuán)隊(duì)協(xié)作上的實(shí)驗(yàn)研究中,就可以在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境/自然環(huán)境下實(shí)現(xiàn)。


2. fNIRS超掃描的主要測(cè)量方法是什么?

fNIRS超掃描的主要測(cè)量方法是同步——同時(shí)行動(dòng)、發(fā)展或發(fā)生。當(dāng)使用fNIRS腦成像技術(shù)時(shí),在神經(jīng)水平上可以觀察到這種同步性,因此是兩個(gè)或多個(gè)個(gè)體在社交互動(dòng)期間和之后的短時(shí)間內(nèi)的大腦活動(dòng)的相關(guān)性,就稱為人際神經(jīng)同步(INS)或腦間同步(IBS)。這個(gè)定義的具體還需要在文獻(xiàn)中在查閱一下,要有可參考的依據(jù)。
人際神經(jīng)同步(INS)的概念還比較復(fù)雜,這一現(xiàn)象并不一定是同時(shí)同步發(fā)生的,也可能是存在一致性的相移也是神經(jīng)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(guān)性、相干性以及因果關(guān)系等





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