f NIRS在红外光学成像系统附近的功能性测量人类受试者前额叶皮层的氧气水平变化。每个F NIRS系统都会在受试者接受测试,执行任务或接收刺激的情况下实时监测大脑中组织氧合的,并允许研究人员定量评估大脑功能(例如注意力,记忆,计划和解决问题),而个人执行认知任务。使用改良的啤酒叶法律计算出血红蛋白水平的相对变化。受试者在额头上戴上F NIRS传感器(IR光源和安装在柔性带中的检测器),该传感器检测前额叶皮层中的氧气水平,并为氧气 - 血红蛋白和脱氧血红蛋白提供实时值。它提供了氧气变化的连续和实时显示,因为受试者执行了不同的任务。主题可以坐在计算机前,进行测试或执行移动任务。它与刺激呈现系统和Biopac的虚拟现实产品集成。强大的F NIR光谱成像工具测量有或没有氧气的血红蛋白血液中NIR光吸光度,并提供了类似于功能性MRI研究的正在进行的脑活动的信息。它消除了F MRI的许多缺点,并为认知功能评估提供了安全,负担得起的无创解决方案。该技术通过为研究设计提供更大的灵活性,包括在复杂的实验室环境中工作,并在非传统的实验室地点进行现场研究。
f NIRS 功能性近红外光学成像系统可测量人类受试者前额叶皮层的氧气水平变化。每个 f NIRS 系统均可在受试者进行测试、执行任务或接受刺激时实时监测大脑组织氧合情况,并允许研究人员在受试者执行认知任务时定量评估大脑功能(例如注意力、记忆力、计划和解决问题)。f NIRS 设备提供血红蛋白水平的相对变化,使用改进的比尔-朗伯定律计算得出。受试者在前额佩戴 f NIRS 传感器(安装在柔性带上的红外光源和探测器),可检测前额叶皮层的氧气水平并提供氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的实时值。它可以持续实时地显示受试者执行不同任务时的氧气变化。受试者可以坐在电脑前进行测试或执行移动任务。它与刺激呈现系统和 BIOPAC 的虚拟现实产品集成。功能强大的 f NIR 光谱成像工具可测量含氧和不含氧血红蛋白血液中的 NIR 光吸收率,并提供与功能性 MRI 研究类似的持续大脑活动信息。它消除了 f MRI 的许多缺点,为认知功能评估提供了一种安全、经济、无创的解决方案。该技术为研究人员提供了更大的研究设计灵活性,包括在复杂的实验室环境中工作,以及在非传统实验室位置进行实地研究。
在过去的几十年中,神经影像学技术改变了我们对大脑的理解以及神经系统条件对大脑功能的影响。最近,诸如功能近红外光谱之类的基于光的模式已成为研究床边大脑功能的工具。最近的应用是评估意识障碍患者的残留意识,因为有些患者保留了意识,尽管缺乏对命令的所有行为反应。功能性近红外光谱法可以通过评估命令驱动的大脑活动来识别这些患者。本综述的目的是总结有关该主题的研究,讨论与意识障碍患者合作的技术和道德挑战,并概述该领域中有希望的未来方向。
了解开发人员如何通过客观措施进行不同的计算机科学活动可以帮助提高生产力,并指导软件工程中支持工具的使用和开发。在本文中,我们提出了两个受控的实验,涉及112名学生,使用三种不同的客观措施(包括神经影像学)(功能性近边界光谱(FNIR)(FNIR)和功能磁共振成像(FMRI)和眼部跟踪,探索了多个计算活动(代码理解,代码审查和数据结构操作)。通过使用fMRI检查代码审查和散文审查,我们发现编程语言与自然语言的神经表示是不同的。我们可以将参与者仅根据大脑活动进行的任务进行分类,这些任务区别是由专业知识调节的。我们利用了使用fMRI,FNIRS和眼动追踪来解码几种基本数据结构及其操作的神经表示的空间能力的心理概念的见解。我们检查列表,阵列,树木和心理旋转任务,发现数据结构和空间操作使用大脑的相同焦点区域,但在不同程度上:它们是相关的,但具有独特的神经任务。我们展示了最佳实践,并描述了fMRI,FNIRS,眼动跟踪和自我报告软件工程研究之间的含义和权衡。
现代神经科学之父拉蒙·卡哈尔 (Ramón y Cajal) 将弹钢琴描述为最具挑战性的认知技能之一。因此,他是当代大脑研究的先驱,而大脑研究已经获得了真正的发展势头,特别是在音乐领域。在过去的几十年中,关于音乐和大脑功能的研究激增,主要有两个原因:人们越来越意识到学习演奏乐器会调动大脑的几乎所有高级功能,而且神经成像领域的最新发展为“体内”测量技术带来了突破,可以绘制音乐大脑发育过程中发生的事情。EEG、MEG、ECoG、PET、fMRI、fNIR、DTI、纤维束成像和 3D 可视化只是一些可以绘制活跃大脑功能的技术示例(Reybrouck 等人 [1])。
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背景:注意缺陷多动障碍(ADHD)是一种流行的神经发育障碍,其特征是不注意,冲动和多动症。随着神经调节技术的持续发展,重复的经颅磁刺激(RTMS)已成为ADHD的潜在非侵入性治疗。但是,缺乏对ADHD的RTM机理的研究。功能性附近红外光谱(FNIRS)是一种光学成像技术,它通过测量脑组织中血氧浓度的变化来反映脑功能。因此,这项研究利用FNIR来检查RTMS对ADHD儿童的核心症状和前额叶皮层激活的影响,这为RTMS在ADHD治疗中的临床应用提供了参考。
大脑成像中的进步显着增强了我们对大脑功能的理解,但是这种进步的大部分源于受控实验室环境中进行的受约束的,单秒的实验。了解动态,复杂和多感觉现实世界中的大脑活动仍处于起步阶段。超出电脑摄影(EEG)(Nann等,2019)的新出现的移动脑成像技术,例如功能性的近红外光谱(FNIRS)(Boas等,2014)或使用光学层析成像(DOT)(DOT)(Dot)(Chitnis et al。例如,人类运动,感知,认知,社会交流和自然主义环境中的互动引起的活动。例如,便携式FNIRS设备已证明有效监测心理工作负载(Her Q.等,2013; Park,2023),并且可以提供实时反馈,例如,在脑部计算机界面(BCI)应用程序的背景下(Soekadar等人(Soekadar等人,2021年))。在教育中,FNIRS已被用来研究注意力(Harrivel等,2013),参与度(Verdiere等,2018)和学习成果(Lamb等人,2022年)在自然环境中的作用,而其在婴儿发展研究中的作用扩大了对多元化群体的感知和认知的了解。此外,Hyperscanning(Hakim等,2023; Scholkmann等,2013)可以同时测量多个个体的大脑活动,从而揭示了社交相互作用期间脑间同步等机制。将FNIR与诸如EEG(von Luhmann等,2017),眼睛追踪(Isbilir等,2019)和全身生理监测(Scholkmann等人,2022年,2022年)等多模式工具整合在一起,可以增强这些洞察力,以培训为毫无疑问,以促进这些洞察力和互动的过程,并在不断的过程中进行了培训。研究主题“移动光学大脑活动监测的进步”强调了便携式FNIR和相关光学技术的变革潜力
摘要:脑机接口(BCI)是大脑与外界进行通信的强大系统。传统的BCI系统仅基于EEG信号工作。最近,研究人员使用EEG信号与其他信号的组合来提高BCI系统的性能。在这些信号中,EEG与fNIRS的结合取得了良好的效果。在大多数研究中,仅将EEG或fNIR视为链状序列,并且没有考虑相邻信号之间的复杂相关性,无论是时间还是通道位置。在本文中,引入了一个深度神经网络模型,通过引入时间和空间特征来识别人脑的精确目标。所提出的模型结合了EEG和fNIRS信号之间的空间关系。这可以通过将这些链状信号的序列转换为分层的三阶张量来实现。测试表明,所提出的模型的精度为99.6%。 关键词:EEG,fNIRS,混合BCI,深度学习,空间,时间。