Language
Country/Area
No result found
Как ближний инфракрасный свет может читать мозг? Волшебное применение технологии fNIRS
Функциональная ближняя инфракрасная спектроскопия (fNIRS) — это инновационная технология мониторинга мозга, которая использует ближнюю инфракрасную спектроскопию для обнаружения функциональной нейровизуализации. Основной принцип этой технологии заключается в измерении динамических изменений кровотока в мозге путем излучения ближнего инфракрасного света для получения информации о нейронной активности. С развитием различных технологий неинвазивной визуализации fNIRS вместе с электроэнцефалографией (ЭЭГ) стала одним из основных инструментов портативных исследований мозга.
fNIRS фокусируется на свойствах абсорбции гема и может точно измерять изменения в оксигенированном и дезоксигенированном геме, связанные с нервной активностью.
Во время экспериментов с fNIRS ближний инфракрасный свет проникает в кожу головы, рассеивается и поглощает. Благодаря сильным поглощающим свойствам гема ближнего инфракрасного света ученые могут сделать вывод об изменениях концентрации гема в крови. Эта технология не только безопасна и неинвазивна, ее также можно использовать с другими методами визуализации, предоставляя исследователям новые инструменты для изучения работы мозга. Кроме того, fNIRS также называют оптической топографией (OT). Технология становится все более зрелой, и постепенно формируются многочисленные методы.
Историческая справка о FNIRS
История fNIRS восходит к 1977 году, когда Йобсис впервые обнаружил прозрачность мозга для ближнего инфракрасного света, что открыло двери для неинвазивных измерений оксигенации мозга. Впоследствии применение NIRS постепенно расширялось, особенно в начале 1990-х годов, с публикацией нескольких исследований по применению fNIRS у взрослых, и постепенно был признан его потенциал.
Японские исследовательские группы начали изучать системы мониторинга мозга на основе инфракрасного света в середине 1980-х годов и впервые предложили концепцию «оптической топографии» в 1995 году.
На сегодняшний день технологии продолжают развиваться, и постепенно становятся доступными многие новые носимые устройства fNIRS, которые могут облегчить мониторинг активности мозга в клинической или повседневной жизни.
Как работает fNIRS
fNIRS работает на основе поглощения и рассеяния света. После того, как источник света излучает ближний инфракрасный свет, он проникает в ткань поверхности мозга. В зависимости от характеристик различных тканей и гема часть света будет поглощаться или рассеиваться. Исследователи измерили эти изменения под воздействием света, чтобы оценить количество насыщенного кислородом и дезоксигенированного гема в крови.
Технология fNIRS особенно подходит для изучения кровотока и состояния оксигенации в локальных областях мозга, позволяя получить важную информацию о нейронной активности.
Область применения
Приложения fNIRS охватывают многие области, включая интерфейс мозг-компьютер (BCI), исследование гипоксии в условиях плато и анализ функциональных связей мозга. FNIRS может помочь изучить, как бороться с дефицитом кислорода, особенно в условиях плато.
Будущий потенциал
С постоянным развитием технологий растет потенциал применения fNIRS в области медицины и психологии. Оно не только может предоставить ценные данные для изучения заболеваний головного мозга, но также может улучшить наше понимание функций мозга и их взаимосвязей.
Может ли развитие этой технологии произвести революцию в нашем понимании мозга?
В будущем основной задачей для ученых станет дальнейшее продвижение и совершенствование необходимых технологий и стандартов. В то же время продолжение исследований fNIRS не только поможет нам понять типичные реакции нейронов на стресс, но также может раскрыть больше информации о внутренней взаимосвязи между активностью мозга и поведением. Есть ли в этом какие-то более глубокие секреты?
