高密度多距离 fNIRS 增强了在字-颜色杂草任务期间对大脑活动的检测
Jessica E Anderson1, Laura Carlton1, Sreekanth Kura1
1Neurophotonics Center, Biomedical Engineering, Boston University, Boston, Massachusetts, 02215.
bioRxiv : the preprint server for biology
|March 31, 2025
概括
高密度 (HD) 功能近红外光谱 (fNIRS) 阵列与稀疏阵列相比,提供更优质的脑活动检测和定位,特别是在具有较低认知负载的任务中. 这增强了神经成像应用.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 认知神经科学 认知神经科学
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 功能近红外光谱 (fNIRS) 对于在运动中或在低资源环境中进行神经成像非常有价值.
- 稀疏的fNIRS阵列提供有限的空间分辨率,而高密度 (HD) 阵列提供更好的灵敏度和定位,但更昂贵和耗时.
- 需要进行统计比较来评估高清和稀疏fNIRS数组之间的权衡.
研究的目的:
- 为了统计比较高密度 (HD) 和稀疏 fNIRS 阵列的性能.
- 为未来的神经成像研究中选择fNIRS阵列提供数据驱动的建议.
主要方法:
- 17名健康成年人完成了一致和不一致的Word-Color Stroop (WCS) 任务.
- 前额叶皮层 (PFC) 激活使用稀疏和高频 fNIRS 阵列进行测量.
- 组级分析比较了背侧PFC通道和图像空间结果.
主要成果:
- 稀疏数组和高清数组都检测到在通道空间中不一致的WCS期间的PFC激活.
- 高清阵列在所有WCS条件下在频道和图像空间中表现出卓越的本地化和灵敏度.
- HD阵列在检测和定位大脑活动方面显示出优势,特别是在较低的认知负载任务期间.
结论:
- 稀少的fNIRS阵列可以在要求认知任务的过程中检测激活,例如不一致的WCS.
- 高清fNIRS阵列提供增强的灵敏度和定位,使它们更适合于更广泛的神经成像应用.
- 这些发现支持在fNIRS研究中使用HD阵列来改进大脑活动分析.
