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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

時(shí)間：2024/3/29閱讀：473

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(lèi)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(chēng)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(lèi)，線(xiàn)性分析和非線(xiàn)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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