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fnirs的跨学科观点：当前的进步，公平挑战和对不同FNIRS研究社区未来需求的议程
功能性近红外光谱（FNIRS）是一种创新且有前途的神经影像模式，用于研究现实世界环境中的大脑活动。FNIRS自30年前出现以来的硬件，软件和研究应用程序方面取得了迅速的进步，但在这三个领域的所有三个领域仍然存在局限性，在这些领域中，现有实践在神经科学研究社区内有更大的偏见。我们通过不同的最终应用用户（包括FNIRS制造商的独特观点）聚焦FNIRS，并报告了在几个研究学科和人群中使用该技术的挑战。通过对利用FNIRS的不同研究领域的审查，由于当前FNIRS技术的限制，样本人群之间的有限多样性以及社会偏见，在当今的研究中，我们确定并解决了偏见的存在。最后，我们提供了最大程度地减少神经科学研究中偏见的资源，并为将来使用公平，多样化且包容的FNIRS的应用议程。
短睡眠年轻人的认知表现具有不同的体育锻炼水平：横断面FNIRS研究
摘要：短睡眠是当今常见的问题。这项研究的目的是通过评估短暂睡眠年轻人的认知测试中含氧化血红蛋白（HBO）浓度的变化来研究前额叶皮质血流动力学，并探索了该特定人群中睡眠持续时间，体育活动水平和认知功能之间的关系。我们的研究中总共包括46名参与者（25名男性和21名女性），其中，平均睡眠时间为358分钟/天。在短睡眠种群中的stroop性能与左侧额叶不同部分的较高水平的皮质激活有关。这项研究发现，中度到vi的体育活动（MVPA）与不一致的Stroop测试准确性较低相关。在不同水平的光强度体育锻炼（LPA）和MVPA水平下，睡眠持续时间与Stroop性能之间的剂量反应关系得到了进一步探索，并且不同PA水平的睡眠时间增加与更好的Stroop性能有关。总而言之，本研究在短睡眠人群中提供了皮质血流动力学和认知功能之间的神经行为证据。此外，我们的发现表明，在睡眠短暂的年轻人中，MVPA的认知表现较差。短睡眠年轻人应增加睡眠时间，而不是更多的MVPA，以获得更好的认知功能。
相互作用的能量依赖于硅NS激光扫描中的脉冲宽度
摘要：在过去的几十年中，对半导体硅的激光消融进行了广泛的研究。在超短脉冲结构域中，无论是在FS尺度还是PS尺度上，硅的消融中的脉冲能量阈值都非常依赖于脉冲宽度。然而，在NS脉冲量表中，对脉冲宽度的能量阈值依赖性尚不清楚。这项研究阐明了NS NIR激光消融硅的相互作用能量依赖性。通过脉冲能量沉积速率确定消融或熔化的水平，该脉冲能量沉积速率与激光峰值成正比。较短的脉冲宽度高峰值功率可能会引起表面消融，而较长的脉冲宽度可能会诱导表面熔化。随着脉冲宽度从26增加到500 ns，消融阈值从5.63增加到24.84 j/cm 2。随着脉冲宽度从26增加到200 ns，熔化阈值从3.33增加到5.76 j/cm 2，然后一直保持恒定直至500 ns，最长的宽度。与较短的脉冲宽度不同，较长的脉冲宽度不需要较高的功率水平来诱导表面熔化，因为可以在较低的加热时间较长的脉冲宽度时诱导表面熔化。表面熔化的线宽度小于聚焦点尺寸；该线在缓慢的扫描速度下以连续线的形式出现，或者以高扫描速度以隔离点的形式出现。相比之下，从消融中的线宽度显着超过了聚焦的点大小。
EEG和FNIRS的早期融合改善了运动图像的分类
大脑 - 计算机界面（BCIS）是通信系统，它利用大脑产生的控制信号与周围环境相互作用，而无需参与周围神经系统和肌肉（Nicolas-Alonso和Gomez-Gil，2012年）。这些年来，在BCI领域取得了繁荣的进步。运动图像（MI）是BCI研究中的常见范例之一（Kaiser等，2011），它是通过想象执行给定任务（Jeannerod，1995）来完成的，例如Grabing（Herath and Mel，Mel，2021），Lifting（Kasemsumsumsumsumsumsumsumran and Boonchieng，2019年），以及。mi-bcis被广泛用于帮助由中风引起的运动功能障碍的患者（Ang等，2010），肌萎缩性的侧面硬化症（Lulé等，2007），脊髓损伤（Cramer等，2007），因此，进行日常生活援助或康复训练。由于运动图像任务诱导事件相关的对同步和同步（ERD/ERS）
Snapscan VNIR 高光谱成像相机
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迷幻药和 fNIRS 神经成像：探索新机遇
摘要。在这篇 Outlook 论文中，我们向光学神经成像界以及迷幻研究界解释了将光学神经成像与功能性近红外光谱 (fNIRS) 结合使用以进一步探索迷幻药引起的大脑活动变化的巨大潜力。我们解释了为什么我们相信现在是时候利用当前对迷幻药影响的研究复苏的势头以及 fNIRS 技术日益进步和普及的势头来在迷幻研究中建立 fNIRS。通过这篇文章，我们希望为这一发展做出贡献。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 4.0 国际许可出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.NPh.10.1.013506]
迷幻药和 fNIRS 神经成像：探索新机遇
摘要。在这篇 Outlook 论文中，我们向光学神经成像界以及迷幻研究界解释了将光学神经成像与功能性近红外光谱 (fNIRS) 结合使用以进一步探索迷幻药引起的大脑活动变化的巨大潜力。我们解释了为什么我们相信现在是时候利用当前对迷幻药影响的研究复苏的势头以及 fNIRS 技术日益进步和普及的势头来在迷幻研究中建立 fNIRS。通过这篇文章，我们希望为这一发展做出贡献。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 4.0 国际许可出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.NPh.10.1.013506]
使用功能性大脑连接和机器学习进行基于 EEG/fNIRS 的工作量分类
摘要：为了提高生产率或预防事故，人们迫切需要一种技术来估计人类在某些活动期间的心理负荷。大多数研究都集中于单一的生理感知方式，并使用单变量方法来分析多通道脑电图 (EEG) 数据。本文提出了一个新框架，该框架依赖于混合脑电图 - 功能性近红外光谱 (EEG-fNIRS) 的特征，并由机器学习特征支持，以处理多级心理负荷分类。此外，我们建议在三个频段的时间和频域中使用双变量功能性大脑连接 (FBC) 特征，而不是常用的用于脑电图记录的单变量功率谱密度 (PSD)：delta (0.5-4 Hz)、theta (4-7 Hz) 和 alpha (8-15 Hz)。借助 fNIRS 氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白 (HbO 和 HbR) 指标，FBC 技术显著提高了分类性能，使用公共数据集对 0-back 与 2-back 的准确率为 77%，对 0-back 与 3-back 的准确率为 83%。此外，地形和热图可视化表明，EEG 和 fNIRS 的区分区域在 0-back、2-back 和 3-back 测试结果之间存在差异。确定 EEG 和 fNIRS 区分心理工作量的最佳区域是不同的。具体而言，后区在 alpha 波段的后中线枕叶 (POz) EEG 中表现最佳，而 fNIRS 在右额叶区域 (AF8) 中具有优势。
中风后行走时额叶和顶叶区域的相位依赖性大脑激活 - 一项 fNIRS 研究
恢复行走是卒中后的主要康复目标 (1)，但这种恢复往往变化很大 (2)，恢复完全社区行走功能的个体比例有限 (3)。中风是对大脑的直接损伤，但在康复过程中很少评估大脑的功能特征。由于行走恢复的变化，测量和记录大脑特征有助于指导康复治疗的处方 (4)。功能性近红外光谱 (fNIRS) 是一种越来越流行的测量大脑活动的工具。它的便携性、对运动伪影的敏感度相对较低以及低成本使其成为测量行走过程中大脑的有吸引力的工具 (5)。fNIRS 使用成对的近红外光发射器和检测器光极，两者相距 3–4 厘米。这个分离距离允许记录 1.5–2 厘米的深度（即到达大脑皮层的皮层）和与脑电图 (EEG) 相比相对较高的空间分辨率。这些光电极可以放置在头皮的多个区域，以估计该区域氧合血红蛋白 (HbO) 和脱氧血红蛋白 (HbR) 浓度的变化。根据神经血管耦合理论，血红蛋白浓度的这些变化（HbO 增加和 HbR 降低）表明大脑皮层活动增加（6、7）。健康成年人从站立开始行走时，HbO 通常立即下降（表明氧气消耗），然后上升（表明氧气补充/增加氧气以满足神经元需求），并在行走开始后 5-10 秒达到峰值。随着行走的继续，HbO 的初始增加会下降，有时甚至在行走停止之前就达到基线或低于基线站立水平（8）。HbR 的反应通常相反，变化幅度相对较小。研究不同行走阶段（例如加速或稳态行走）的激活程度对于评估不同行走阶段的相对皮质需求非常重要。先前的研究表明，中风人群的血流动力学反应曲线不同（9）。然而，中风人群的血流动力学曲线有限，需要对中风后行走过程中的曲线进行更详细的描述。迄今为止，在中风中，大脑活动主要在
fNIRS 出版物的最佳实践
a 波士顿大学，神经光子学中心，生物医学工程，美国马萨诸塞州波士顿 b 麻省总医院，哈佛医学院，MGH/HST Athinoula A. Martinos 生物医学成像中心，放射科，美国马萨诸塞州查尔斯顿 c 苏黎世大学医院，苏黎世大学，新生儿科，生物医学光学研究实验室，新生儿科研究，瑞士苏黎世 d 伯尔尼大学，补充和综合医学研究所，瑞士伯尔尼 e 巴黎大学，法国国家科学研究院，综合神经科学和认知中心，法国巴黎 f 帕多瓦大学，社会和发展心理学系，意大利帕多瓦 g 中央大学，科学与工程学院，应用认知神经科学实验室，日本东京 h 德雷塞尔大学，生物医学工程学院，科学与健康系统，美国宾夕法尼亚州费城 i 德雷塞尔大学，艺术与科学学院，心理学系，美国宾夕法尼亚州费城 j 德雷塞尔大学，德雷塞尔解决方案研究所，美国宾夕法尼亚州费城 k 宾夕法尼亚大学，家庭和社区健康系，美国宾夕法尼亚州费城 l 费城儿童医院，伤害研究与预防中心，美国宾夕法尼亚州费城 m 伦敦大学学院，DOT-HUB，医学物理与生物医学工程系，生物医学光学研究实验室，英国伦敦 n 华盛顿大学医学院，放射学系，美国密苏里州圣路易斯 o 伦敦大学学院，医学物理与生物医学工程系，英国伦敦 p 华盛顿大学医学院，马林克罗德放射学研究所，美国密苏里州圣路易斯 q 康考迪亚大学，物理学系和 PERFORM 中心，多模式功能成像实验室，加拿大魁北克省蒙特利尔 r 麦吉尔大学，生物医学工程系，多模式功能成像实验室，加拿大魁北克省蒙特利尔 s 东京都立大学，语言科学系，日本东京 t 蒙特利尔理工学院，电气工程系，加拿大蒙特利尔 u 德国莱比锡大学医院、马克斯普朗克人类认知与脑科学研究所及认知神经病学诊所 v 韩国基础科学研究所、生物融合分析研究中心，韩国清州梧仓 w 普渡大学韦尔登生物医学工程学院，美国印第安纳州西拉斐特 x 意大利米兰理工大学、物理系