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近紅外腦功能成像技術(fNIRS)是近年來一種新型的光學腦成像技術,透過發射近紅外光穿透生物體表面,對氧合血紅蛋白、脫氧血紅蛋白、總血紅蛋白進行監測,進而反映大腦皮層氧代謝活動。以此來評估大腦功能活動狀態,且鑑於其安全、無創、高時間解析度、較小運動偽影、低環境要求等優點在無創性腦檢測領域得到了廣泛的應用。

資聯虹康近紅外腦功能成像(fNIRS)裝置

眼動追蹤(Eye-Tracking)

透過視線追蹤技術,監測使用者在看特定目標時的眼睛運動和注視方向,並進行相關分析的過程,即測量眼睛執行的過程。眼動追蹤研究最關注的事件是確定人類看的地方(如:“注視點”或“凝視點”),是透過儀器裝置進行影象處理技術,透過一定的演算法,計算眼睛注視或者凝視的點,讓計算機知道你正在看哪,何時看,看多久。

但是,視覺是由大腦控制的,如果想知道,不同視覺刺激對大腦的哪些部位產生了影響,就需要fNIRS技術來實現。進而,越來越多的學者將眼動與fNIRS結合,記錄在自然狀態中眼球與大腦的實時變化過程。

一、研究目的

利用近紅外腦功能成像(fNIRS)技術結合眼動來研究被試者在執行極短事件(自然閱讀過程中的注視)過程中,枕葉和額葉皮層的血液動力學變化情況,並記錄單詞頻率進而預測下一階段的神經反應。

二、研究方法

在波茨坦句語料庫144個句子中隨機挑取一句,實驗開始後被試者注視句子一段時間,接著隨機出現9-12個高頻/低頻詞彙,實驗過程中記錄被試者眼球在各詞彙上的注視情況,並用fNIRS記錄大腦皮層的血氧變化。

三、實驗結果

①高頻與低頻詞彙第一次注視(N)和前一個單詞(N-1)的持續時間(ms);

②高低頻詞彙與不同注視目標對應fNIRS腦區位置及相關性;

注視首個單詞(N)時,低頻詞會引起右腹枕葉皮質啟用增加。

四、實驗結論

fNIRS能夠揭示自然閱讀過程中不同詞彙效應的腦區情況。

近紅外腦功能成像(fNIRS)技術是一種非侵入式光學腦功能檢測手段,可對大腦皮質相應區域血液中的氧合血紅蛋白(HbO2)濃度等指標的變化進行多點測量,進而反映腦皮質功能狀態。鑑於其不受環境干擾等特點,便於與眼動追蹤(ET)聯合使用,兩者結合在一定程度上能夠直觀地反映受試者腦區視覺功能與神經認知水平情況。在多模態多種神經調控技術聯合使用研究熱度居高不下的現今,眼動技術和近紅外的結合已然成為時下研究的熱點,並將進一步推進腦科學發展程序。

原文地址:

http://www.znion.com/index.php?a=shows&catid=22&id=172

參考文獻:

[1]Roelke A, Vorstius C, Radach R, Hofmann MJ. Fixation-related NIRS indexes retinotopic occipital processing of parafoveal preview during natural reading. Neuroimage. 2020 Jul 15;215:116823.

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