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近紅外光怎麼能讀懂大腦？fNIRS技術的神奇應用
功能性近紅外光譜（fNIRS）是一種創新的腦部監測技術，利用近紅外光譜進行功能性神經影像檢測。這項技術的基本原理是通過發射近紅外光來衡量大腦的血流動態變化，從而獲得神經活動的信息。隨著各種非侵入性影像技術的發展，fNIRS 與腦電圖（EEG）一起成為便攜式腦部研究的主要工具之一。
fNIRS 專注於血紅素吸收特性，能夠準確測量與神經活動相關的氧合血紅素和去氧血紅素的變化。
在進行 fNIRS 实验时，近紅外光會穿透頭皮，散射及吸收，這其中由於血紅素對於近紅外光的強烈吸收特性，科學家們可以推測出血液中血紅素濃度的變化。這項技術不僅安全無侵入性，還可以與其他影像方式共同使用，為研究人員提供了新的工具來探索大腦的運作。此外，fNIRS 也被稱為光學地形圖（Optical Topography, OT)，技術日漸成熟，多個 uygulamaları 已經逐漸形成。
fNIRS的歷史背景
fNIRS的歷史可以追溯到1977年，當時Jöbsis首次發現大腦對近紅外光的透明性，這揭開了對於腦部氧合程度的非侵入性測量的研究。隨後，NIRS 應用逐漸擴展，特別是在1990年代初期，隨著多篇關於fNIRS在成人人體中的應用的研究發表，其潛力逐漸被認識。
日本的研究團隊在1980年代中期開始探索基於紅外光的腦部監控系統，並於1995年首次提出“光學地形圖”的概念。
技術進一步發展至今，許多新型的可穿戴 fNIRS 設備正逐漸問世，這些設備可以便於在臨床或日常生活中進行腦部活動監測。
fNIRS的工作原理
fNIRS的工作原理基於光的吸收和散射。光源發射近紅外光後，穿透大腦表面組織，根據不同組織和血紅素的特性，部分光會被吸收或散射。研究人員通過測量這些光的變化來估算血液中的氧合血紅素和去氧血紅素含量。
fNIRS技術尤其適合用於研究大腦局部區域的血液流動及氧合狀態，提供了對於神經活動的重要洞察。
應用範疇
fNIRS的應用涵蓋了多個領域，包括大腦-計算機介面（BCI）、高原環境下的缺氧研究、及腦功能連結性分析等。特別是在高原環境下，fNIRS能夠幫助研究如何應對氧氣不足。
未來的潛力
隨著技術的不斷進步，fNIRS在醫學和心理學領域的應用潛力愈來愈大。它不僅能夠為對腦部疾病的研究提供有價值的數據，還能增進我們對大腦功能及其相互聯繫的理解。
這項技術的發展能否徹底改變我們理解大腦的方式？
在未來，如何進一步推廣和完善所需的技術及標準，將是科學家們需面臨的一大挑戰。同時，fNIRS的持續研究將不僅能幫助我們理解常見的神經應激反應，還可能揭示更多大腦活動與行為之間的內在關係，這其中是否還隱藏著更深層次的秘密？
