fNIRS响应的起源
来源:脑机之声
fNIRS(近红外脑功能成像)测到的不是“神经元放电”,而是神经活动引起的血流动力学变化。它通过近红外光进入头皮下方组织,估计氧合血红蛋白(HbO)和脱氧血红蛋白(Hb)的变化,用这些变化去反映脑区在任务中的“被动员程度”。

1)fNIRS的响应从哪来:神经活动引起血流调节(NVC)
神经元开始工作后,局部的代谢需求会上升(对氧、葡萄糖的需求增加)。身体会通过血管调节机制,把更多血流送到活跃区域,让局部脑血流(CBF)增加。这种“神经活动与血管/血流响应之间的耦合关系”,通常称为神经血管耦合(NVC)。
需要注意的是,这条链条不是一个简单的“开关”。在很多情况下它工作得很稳定,但在脑损伤、卒中等病理状态下,耦合机制可能发生变化,所以同样的任务未必产生完全一致的血流响应,这会影响fNIRS的解释。
2)HbO和Hb的变化怎么看:典型表现与时间延迟
fNIRS常用HbO、Hb的时间序列来描述血流动力学响应。常见的任务相关变化趋势是:CBF增加后,HbO往往上升,Hb往往下降或出现相反方向变化
直观理解:当供血增加幅度大于耗氧增加幅度时,局部血液更“富氧”,HbO上升、Hb下降就更容易出现。
同时,血流动力学响应本身就有延迟,通常需要几秒才能逐渐显现,因此它在需要强实时性的场景(例如BCI)里,会天然受到这一点限制。
3)光信号怎么变成HbO/Hb:光学路径+MBLL
fNIRS用的近红外光在组织里传播时会发生散射,光从光源到探测器走的不是直线,而是一条弯曲的敏感路径(很多资料用“光学香蕉”来形容)。探测器接收到的光强变化,反映了这条路径上组织吸收与散射特性的变化。
把“光强变化”换算成HbO/Hb的变化,常用改良比尔-朗伯定律(MBLL)。实际系统通常会选用两个或多个波长(你资料里举例为760nm、880nm),利用不同波长对HbO与Hb吸收特性的差异,求解得到ΔHbO、ΔHb随时间的变化。
数据处理中常见的去趋势、低通滤波等步骤,主要是为了压制心跳、呼吸、慢漂移等非任务相关成分,让任务期的变化更清晰。
本文2025-12-21 18:03:54发表“行业新闻”栏目。
本文链接:https://www.yixiuqixie.com/article/917.html
阅读排行
- 涉事1.5亿,多家医院重大违规被罚,门诊暂停!看完评论区又让我涨了不少见识
- 国家药监局关于暂停进口、经营和使用韩国杰希思医疗公司Nd:YAG激光治疗仪的公告
- 加速注射笔产能布局,英捷信医疗顺利完成数千万元A轮融资
- 雅培心脏电生理整体解决方案,助力安全高效精准的房颤消融治疗
- “日本最佳医院”的康复医学科,有什么不同?
- 内窥镜智能检测系统:精准高效,贝林视界引领医疗内镜检测新纪元
- 侵入式脑机接口,要量产了??
- AI读片时代,卒中影像标注如何做到精准?最新专家共识揭秘
- 贵州、宁夏明确脑机接口医疗服务价格!截止目前全国已有21个省份可以收费
- 产业观点|伏云发教授:警惕脑机接口“三乱象”!定义被模糊、范畴被泛化、能力被夸大











