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HyperOptoNet：基于 MATLAB 的工具箱，用于使用 fNIRS 超扫描进行脑间神经元同步分析
fNIRS 是一种非侵入性光学成像技术，利用近红外光间接评估皮质外层神经元的代谢活动。10 fNIRS 可以测量与神经元代谢活动相关的氧合血红蛋白 (HbO) 和脱氧血红蛋白 (HbR) 的变化，类似于 fMRI 获得的血氧水平依赖性反应。11、12 fNIRS 是一种很有前途的方法，可用于研究自然环境中人际互动与其神经活动之间的关系，具有成本效益、测量限制低、对头部和身体运动的容忍度相对较高等优势。13、14 最近，研究人员可以更好地测量与社会互动相关的脑间耦合，许多关于受试者之间的教育交流、面对面游戏、提高认知表现和身体生理学的研究都已使用基于 fNIRS 的超扫描技术进行了报道。7 – 9、15、16
探索fNIRS技术在帕金森病早期检测中的应用与挑战
帕金森病 (PD) 是一种常见的神经退行性疾病，主要以运动功能障碍为特征，表现出静止性震颤、僵硬、运动迟缓和姿势不稳等症状（ Mazzoni 等人，2012；Cheng 和 Su，2020）。作为老年人中第二常见的神经退行性疾病，PD 的早期诊断对于及时干预和改善患者生活质量至关重要（ Aarsland 等人，2021）。然而，PD 的早期症状可能与多系统萎缩、药物引起的帕金森病和血管性帕金森病等其他运动障碍混淆，使得准确的早期诊断成为一项重大挑战（ Tolosa 等人，2021）。目前，帕金森病的诊断严重依赖于临床表现和经验丰富的临床医生的判断，这种方法可能缺乏敏感性和特异性，尤其是在疾病的早期阶段（Pahwa 和 Lyons，2010 年；Postuma 等，2015 年；Adler 等，2021 年）。准确的早期诊断对于及时干预、显著提高患者的生活质量和减缓疾病进展至关重要（Welte 等，2015 年）。
验证低成本单通道 fNIRS 设备在分层认知任务中的可重复性
在认知神经科学领域，功能性近红外光谱 (fNIRS) 已成为非侵入性探测伴随神经活动的血流动力学反应的重要工具。该技术使研究人员能够通过头骨观察大脑活动，从而促进认知功能和神经发育过程的研究（Boas 等人，2014）。尽管 fNIRS 具有巨大潜力，但由于商业系统的高成本，它无法融入更广泛的研究实践，只能在资金充足的实验室使用（Pinti 等人，2018）。这种可用性受限给数据的验证和可重复性带来了挑战，阻碍了更广泛人群使用 fNIRS 技术。因此，很难将研究结果扩展到这些人群进行验证。
便携式无线无光纤 fNIRS 头带与固定头罩式系统相比具有优势
本研究的目的是表征原型功能性近红外光谱 (fNIRS) 头带的性能，该头带旨在快速轻松地测量感觉运动皮层。事实上，fNIRS 非常适合人体工程学设计（即它们可以无线连接、对运动伪影具有相对的鲁棒性等特点），这导致了许多新型人体工程学 fNIRS 系统的最新实例；然而，fNIRS 测量的光学性质对测量头部毛发部分下方的大脑区域提出了固有的挑战。正是由于这个原因，迄今为止开发的大多数人体工程学 fNIRS 系统都以前额叶皮层为目标。在本研究中，我们比较了新型便携式 fNIRS 头带与固定式全头罩 fNIRS 系统的性能，以测量 50 岁以上健康个体在简单的上肢和下肢任务中的感觉运动活动。两种 fNIRS 系统均在上肢和下肢任务中表现出预期的血流动力学活动模式，并且两种系统之间的对比度与噪声比的比较表明，原型 fNIRS 头带在检测这些任务期间感觉运动皮层生理反应的能力方面并不逊色于全头罩 fNIRS 系统。这些结果表明，使用无线和无光纤 fNIRS 设计在感觉运动皮层进行测量是可行的。
质量和重复的自我触摸在前额叶皮层中的血液动力学反应不同 - fnirs研究
研究人员没有定义他们检查的自我触摸的种类，实际上是指不同类型的自我触摸（Reinecke等，2020）。这导致了这样一个事实，即自我打击及其神经心理学的相关性仍然知之甚少。因此，在运动学上定义了不同类型的自我触摸类型，例如阶段（离散），重复性和不规则，并探索不同类型的神经相关性，将为自我调控行为的神经心理学功能提供洞察力。自我打击定义为身体两个部分之间的动态物理接触，通常是作用在身体部分的手（Lausberg，2022）。自我打击从刮擦，摩擦和揉捏变成抚摸。基于运动轨迹，可以在日常生活中观察到三种类型的自我触摸，因此如下所示：阶段性自动触摸的特征是相结构。它们包含一个传输阶段，其中手被运输到接触位置，一个概念阶段，带有单向运动路径，其中手在身体上作用于人体，直接后面是一个缩回阶段，其中手被向后移动，例如单笔冲程。重复的自我打击，例如阶段性触摸，由传输阶段，概念阶段和回缩阶段组成。然而，在概念阶段，相同的运动路径被重复使用而没有休息，例如刮擦。仅当运动沿相同方向进行多次移动时，缩回阶段才会随之而来。相比之下，不规则的自我打击没有相结构。它们的特征是各个方向上的短运动路径，实际上没有手的位移。由于它们没有概念阶段，因此它们并非基于任何运动计划（Lausberg，2019年）。重复与阶段性触摸代表两个不同的现象学实体。不是很重要的触摸数量，而是接触的质量（Spencer等，2003； Schaal等，2004； Van Mourik和Beek，2004； Huys等，2008； Lausberg，Lausberg，2013）。不同的自我打击类型发生在日常生活中不同的情况下（Heubach，2016; Mueller等，2019; Neumann et al。，2022）。重复的自我打击与更好的心理健康相关，与不规则的自我打击相反（Reinecke等，2020）。不规则的自我打击可能通过强烈的体感刺激来避免其他负面刺激。此外，发现相反的效果对于阶段与不规则的自我触摸（Lausberg，2022）。阶段性自动触摸也与急性压力期间的调节过程有关，从而增强了认知过程（Freedman和Bucci，1981； Grunwald等，2014； Heubach，2016）。阶段性自我打击的时间比例越高，主观压力体验越低（Heubach，2016年）。所有三种类型的触摸都应从情感，认知和身体功能方面进行区分。在这种情况下，触摸的数量不是重要的，而是联系的质量（Lausberg，2013年）。据我们所知，在三种特定类型的自我触摸中，从未尝试过任何尝试调查大脑激活的尝试。重复，不规则和阶段性自动的差异效果解释了当前研究人员辩论的争议，并表明了对自我打击的精细分析的重要性。先前的研究调查了自动触摸，而没有运动学定义并区分不同类型的自我接触。自我打击被描述为更“重复的”或更“类似的”，但没有使用特定的运动标准
使用FNIRS进行神经反馈的认知训练改善了老年人的认知功能
摘要：这项研究检查了86名健康成年人（M = 66.34岁，范围54-84），研究了为期4周的认知训练计划（CT-NF）的影响，以随机将治疗（基于APP的ABC游戏）或对照组（Tetris）组随机分配。参与者完成了七项认知评估，即干预前和干预后，并使用XB-01功能性近红外光谱（FNIRS）脑传感器测量了其皮质脑活动，同时参与CT-NF。治疗组（ABC）组显示出记忆（MEM），言语记忆（VBM）和综合认知功能的显着改善（干预前/干预后），而对照组则没有。但是，两组均显示出处理速度（PS）和执行功能（EF）的显着改善。与其他研究一致，我们发现皮质大脑活动的强度（在CT-NF期间测量）与认知（前后）和游戏性能都相关。总的来说，我们的发现表明CT-NF和特定的ABC练习，在MEM，VBM，PS和EF的领域中赋予改善的认知。
异性恋亲密关系中与激情相关的强化敏感人格特质：一项 fNIRS 调查
爱情三角理论认为，激情是浪漫爱情中不可或缺的组成部分。一些脑成像研究表明，亲密关系中的激情唤起与大脑中的奖赏回路有关。我们假设个体的奖赏敏感性特质也与亲密关系中的激情有关，本研究进行了两项独立研究。在第一项研究中，选取了558名正处于恋爱中的大学生作为参与者，使用惩罚敏感性和奖赏敏感性问卷、激情爱情量表和爱情三角量表探究异性恋个体的亲密度与强化敏感性之间的相关性。在第二项研究中，选取了42名同样处于恋爱中的大学生，采用功能性近红外光谱（fNIRS）探究参与者在看到伴侣、朋友或陌生人的照片时，奖赏敏感性与情绪唤起之间的神经生理相互作用。结果表明，奖励敏感性与激情呈正相关，惩罚敏感性与亲密度和承诺呈负相关。奖励敏感性和照片类型之间存在显著的相互作用，下额回的三角部分与对伴侣的奖励敏感人格特质表现出特别的相关性。总体而言，研究结果支持强化敏感性理论，并表明强化敏感人格特质（奖励和惩罚敏感性的人格特质）与爱情的所有三个组成部分都相关，只有奖励敏感性与激情相关。
功能近红外光谱（FNIRS）对神经退行性疾病的研究的贡献：叙事评论
摘要：功能性近红外光谱（FNIRS）是一种创新的神经影像学方法，比其他常用方式具有多种优势。这项叙述性综述研究了这种方法对神经退行性疾病研究的潜在贡献。涉及患有阿尔茨海默氏病（AD）的患者，轻度认知障碍（MCI），前颞痴呆症（FTD），帕金森氏病（PD）或肌营养性侧面硬化症（ALS）和健康对照组的研究。总的来说，有MCI个体的前额叶皮层可能会涉及补偿机制以支持大脑功能下降。建议向右转移，以弥补认知能力下降过程中左前额叶能力的损失。同时，一些研究报告了MCI和早期AD中补偿机制的失败。缺乏适当的血液动力学反应可能是神经刺激的早期生物标志物。一份评估FTD的文章与AD相比显示出异质的皮质激活模式，表明FNIRS可能有助于这些条件的挑战性区别。关于PD，有证据表明认知资源（尤其是执行功能）被招募以弥补运动障碍。至于ALS，即使在没有可测量的认知障碍的情况下，FNIRS数据也支持在ALS中的运动外网络的参与。
基于 fNIRS 的超扫描研究
图 5 各组合作系数差异及 WR 与 RTD、阈值和 CC 的相关性（WR = 获胜率，RTD = 反应时间差异，CC = 合作系数）。（a）RTD 与 WR 之间的相关系数为 r = −.44（p = .003）。（b）阈值与 WR 之间的相关系数为 r = .398（p = .008）。（c）CC 在预测参与者的任务表现方面比 WR 更有效（r = .838，p < .001）。（d）使用不同策略的参与者之间存在显著差异（F（2,40）= 6.04，p < .005，휂2 p = 0.232）。* p < .05，** p < .01，*** p < .001
基于 fNIRS 的超扫描证据
意外的急性应激源可能会影响我们与其他合作者在完成联合任务时的共同表征。本研究采用基于新兴功能性近红外光谱（fNIRS）的超扫描方法，探讨实验室诱发的急性应激条件下执行联合西蒙任务时的脑间同步性。行为学结果显示，应激组与对照组均存在联合西蒙效应（JSE），但应激组的联合西蒙效应显著弱于对照组的联合西蒙效应，表明在急性应激状态下完成联合行动任务时，女性区分自我与他人相关心理表征的能力提高，女性行动共同表征的强度减弱。 fNIRS结果显示，在急性应激状态下完成关节Simon任务时，应激组r-TPJ处的脑间同步性显著高于对照组，表明TPJ处脑间同步性的增强可能是急性应激下完成关节动作任务的关键脑间神经机制。