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fNIRS技术的方法学优化与包容性研究

功能性近红外光谱（fNIRS）技术作为一种非侵入性的神经成像方法，其信号质量受到多种生物物理因素的影响。为了提升研究的包容性，波士顿大学的Boas等人在《Nature Human Behaviour》（中科院1区）上发表的研究，量化了头发特性、肤色、头型、性别和年龄对fNIRS信号质量的影响，并为研究人员提供了优化数据采集的建议。休斯顿大学的Pollonini和Gorniak在《Neurophotonics》（中科院2区）上探讨了如何通过改进研究设计、招募和数据收集等环节，制定更具包容性的方法，以减少对有色人种女性的系统性排斥。在技术层面，波士顿大学的Yücel团队在同一期刊上比较了高密度和稀疏fNIRS阵列，发现高密度阵列在检测和定位大脑活动方面表现更优，尤其是在认知负荷较低的任务中。法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的Rascle等人在《Sensors (Basel)》（中科院3区）上介绍了一种紧凑的脑电图（EEG）与fNIRS双模态传感器，能够稳健地同步测量电生理和血流动力学活动。

fNIRS在临床诊断与康复中的应用

fNIRS在多种疾病的诊断和康复评估中显示出巨大潜力。四川大学华西医院的Gao等人在《Stroke》（中科院1区）上发表的研究表明，通过fNIRS测量卒中后认知障碍（PSCI）患者额叶和颞叶皮层的激活情况，可以有效区分不同严重程度的患者。瑞士伯尔尼大学的Weder团队在《Neurophotonics》（中科院2区）上利用fNIRS研究了人工耳蜗植入者的皮层激活模式，发现成功的植入者其大脑激活模式与听力正常者相似，这为优化康复策略提供了神经机制层面的见解。荷兰乌得勒支大学医学中心的van Bel等人在《Neonatology》（中科院3区）上发现，新生儿缺氧缺血性脑病患儿在接受低温治疗期间，较高的脑氧饱和度与不良的短期预后相关。此外，一项发表于《Frontiers in Neurology》（中科院3区）的系统综述总结了58项研究，证实fNIRS在识别轻度认知障碍（MCI）和阿尔茨海默病（AD）方面具有巨大潜力，尤其是在区分不同疾病阶段的脑激活模式上。

fNIRS揭示认知与行为的神经机制

fNIRS被广泛应用于探索各种认知活动和行为背后的神经基础。西南财经大学的Wang等人在《Accident Analysis & Prevention》（中科院1区）上结合fNIRS和眼动追踪技术，研究了室内疏散过程中不同外部诱导因素（如引导员、广播）如何激活前额叶皮层的不同区域，从而影响个体的寻路决策。一项发表于《IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering》（中科院2区）的研究发现，中等水平的视觉反馈增益能够最有效地分配神经资源，从而优化精细运动控制过程中的认知运动功能。澳大利亚麦考瑞大学的Thompson等人在《Annals of the New York Academy of Sciences》（中科院2区）上研究发现，在运动中与音乐同步可以提升积极情绪和执行功能，这与前额叶皮层氧合水平的降低有关。中山大学附属第一医院的Wang团队在《Frontiers in Physiology》（中科院3区）上发现，与中等强度相比，低强度有氧运动能更有效地激活顶叶皮层并提升执行功能。

fNIRS在社会互动与情感研究中的应用

通过超扫描（hyperscanning）技术，fNIRS能够同步记录多个个体的大脑活动，为研究社会互动提供了新视角。以色列海法大学的Shamay-Tsoory团队在《Annals of the New York Academy of Sciences》（中科院2区）上发现，在观点同质的群体（“回音室”）中，成员间背外侧前额叶皮层（DLPFC）的脑间同步性越高，越能减弱群体讨论导致的观点极端化。华东师范大学的Wang等人在《Neuroimage》（中科院2区）上利用fNIRS超扫描技术，揭示了积极情绪在陌生人之间传染的神经机制，发现面部表情的同步性与镜像神经系统和认知控制网络的脑间同步性相关。陕西师范大学的Chen等人在《Biological Psychology》（中科院3区）上研究了情侣在合作失败后的情绪沟通，发现伴侣的积极反馈（微笑）能促进合作行为，并与右侧中额叶和上额叶的脑间同步性变化相关。

fNIRS在儿童发育与语言习得中的应用

fNIRS因其便携性和对运动伪影的耐受性，在婴幼儿研究中具有独特优势。香港理工大学的Sheng等人在《Neurophotonics》（中科院2区）上利用fNIRS研究发现，幼儿的左侧额下回（LIFG）已表现出对语言处理的早期功能特化，而右侧相应脑区的功能仍在发展中。法国皮卡第儒勒-凡尔纳大学的Moghimi团队在《iScience》（中科院2区）上对早产新生儿的研究表明，他们的大脑在听到节拍时，不仅激活了听觉皮层，还激活了前运动区和感觉运动区，这揭示了节拍感知的神经基础在生命早期就已存在。