功能性近红外光谱成像评估脑力负荷研究

“利用功能性近红外光谱成像方法评估脑力负荷”是一项研究，探讨了通过功能性近红外光谱（FNIRS）技术来测量大脑的认知负担的可能性。研究对象是12名大学生，他们参与了图片N-back任务和多元归因任务（MATB）。研究发现，FNIRS在特定大脑区域（如背外侧前额叶皮层DLPFC的1、5、9、10号通道以及MATB任务中的1、9号通道）对脑力负荷的变化非常敏感。在低至中等难度的任务中，含氧血红蛋白（HbO）和总血红蛋白（tHb）的浓度随着任务难度的增加而上升，但当难度达到一定程度后，这些指标会减少。这表明PFC，尤其是DLPFC，其FNIRS信号对于脑力负荷的评估具有较高的敏感性，并且在一定的任务难度范围内，血红蛋白的含量与脑力负荷正相关，超过这个范围则呈负相关。 该研究的关键点在于FNIRS技术的应用，它是一种非侵入性的脑成像技术，可以监测大脑皮层的血流和氧气水平变化，从而推断认知活动。N-back任务和MATB任务是常见的认知负荷测试，用来模拟实际工作或学习场景中的脑力需求。通过这些任务，研究人员能够观察到大脑在处理不同复杂度任务时的动态响应。 在N-back任务中，随着任务难度的增加，大脑前额叶区域的活动增强，这反映了大脑在处理工作记忆和注意力需求方面的努力。而MATB任务则可能涉及更多的策略规划和决策，同样引起了前额叶的活动变化。HbO和tHb的变化揭示了大脑活动与血液流量之间的关系，尤其是在高负荷任务下，可能会出现“饱和”现象，即进一步增加任务难度不再导致血流量的增加，反而可能下降，这可能是因为大脑在过度负荷下开始调整其代谢策略。 这项研究的结果对于理解大脑如何适应不同级别的认知任务具有重要意义，也为开发新的脑功能评估工具提供了有价值的数据。未来的研究可以进一步探索不同人群（如儿童、老年人或有认知障碍的人）对脑力负荷的反应，以及FNIRS在临床和教育环境中的应用潜力。