文献速递第4期：fNIRS的近期研究

文章来源于微信公众号（茗创科技），欢迎有兴趣的朋友搜索关注。

近红外光谱（fNIRS）是一种公认的神经成像技术，可以应用于临床和自然环境研究中。本期整理的近红外相关研究中，近红外超扫描领域的文章居多。近年来，超扫描技术在竞争、合作、儿童游戏、人际交互、团体创造力、社会认知等方面的应用十分广泛。这为我们理解人类社会交往中的大脑同步关系开辟了新的视角。

1. NeuroImage（6.556）：现实生活中人际合作的动态脑间同步：功能性近红外光谱超扫描研究

合作是人类社会交往的重要组成部分。特别是，两个或更多个体之间的合作可以促进复杂问题的解决和创造力的发展。但在社会互动中，两个大脑如何相互沟通是高度动态和复杂的。超扫描的诞生为同时测量多个个体大脑活动提供了相应的方法，它能够直接评估两个(或更多)大脑的社交互动。这种通过使用超扫描测量脑间同步的强度，被称为IBS，以识别与社会互动密切相关的脑区和脑间网络。例如，前额叶皮层(PFC)、背外侧前额叶皮层(DLPFC)和颞顶叶连接(TPJ)被认为是参与合作和社会互动任务的重要脑区。

迄今为止，超扫描研究集中于分析整个脑信号时间序列，以揭示脑间同步(IBS)的总体模式。然而，这种方法并没有考虑到社会互动的动态本质。因此，本研究提出了一种新的数据驱动方法来追踪与现实社会互动相关的IBS动态模式。这是一种基于滑动窗口和k-均值聚类的数据驱动方法来获取交互合作任务中IBS模式的动态调制。研究者使用便携式功能性近红外光谱(fNIRS)来测量参与创造性设计任务和3D模型构建任务的交互伙伴(20对)之间的脑血流动力学反应。

研究结果表明，合作中的人际交流在任务过程中普遍呈现出一系列动态的IBS状态。与模型构建任务相比，创造性设计任务在特定的动态IBS状态下表现出更复杂和更活跃的脑间IBS。这种社会性合作的性质可以用一种更动态和模块化的方法来描述。也就是说，社会互动的过程不仅受时变IBS网络的调节，而且还受不同动态IBS网络中关键区域之间的脑间通信的调节。该方法可以将与社会互动相关的复杂脑间动态提取成一组具有代表性的大脑状态，能够使我们更好地从IBS的角度来理解自然情境中社会互动的动态过程。

原文：Dynamic inter-brain synchrony in real-life inter-personal cooperation: A functional near-infrared spectroscopy hyperscanning study

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118263

2. NeuroImage（6.556）：团队合作，团队大脑：通过fNIRS超扫描探索9人击鼓任务中的脑间网络拓扑

本研究探讨了影响团队绩效的认知机制。研究者采用近红外光谱(fNIRS)的超扫描和多脑网络模型同时测量了9人一组（共180人）的mPFC和左TPJ的激活。功能近红外光谱超扫描和多脑网络模型可以评估整个团队共享的神经同步和注意力/信息共享的模式。

当参与者在团队聚焦条件（在没有其他外部提示的情况下主动与整个小组协调拍击），共享聚焦条件（基于一个节拍器共同拍击），以及随机条件（在不考虑他人击鼓的情况下随机拍击）执行击鼓任务时，行为结果显示，在团队聚焦条件下，鼓点同步的主观和客观测量值更高，相互依赖性也更高。这表明相互依赖对团队成功（对应本研究中的连贯的击鼓）起到了非常重要的作用，说明个体在一起工作更好，有更强的凝聚力，他们会积极关注并根据团队的行为来调整自己的行为。fNIRS数据显示，团队聚焦条件下的参与者在左TPJ和mPFC中表现出更高的人际神经同步(INS)和更高的全局网络效率。更高的左TPJ全局网络效率也预示着在团队聚焦条件下更高的实际同步性，其效应大小约为主观测量的1.5倍，但在共享聚焦条件下并非如此。这表明，整个团队中信息交换效率高的共享心理表征可能是同步的关键组成部分，增加了团队成员对团队工作实际关系的理解。

全局网络效率被认为是信息在整个网络(即击鼓团队)中交换效率的指标。团队成员之间信息交换的效率决定了最终的团队表现。总的来说，本研究从多脑网络的角度揭示了团队合作的神经特征。这些结果表明了左TPJ在团队绩效中的关键作用，表明团队成员之间信息交换的效率对团队行为至关重要，为共享心理模型理论提供了证据。

原文：Team-work, Team-brain: Exploring synchrony and team interdependence in a nine-person drumming task via multiparticipant hyperscanning and inter-brain network topology with fNIRS

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118147

3. Frontiers in Behavioral Neuroscience（3.558）：婴儿在爬行和执行功能任务中前额叶皮层的fNIRS监测

无论是儿童还是成人，前额叶皮层(PFC)都与执行功能有关，这是一系列神经认知和调节过程。执行功能有三个主要组成部分：抑制控制、认知灵活性和工作记忆。执行功能使我们能够自我调节，转换任务，解决问题，对学习来说是必不可少的。这对儿童后期的认知发展和生活质量能够起到预测作用。

Koziol等人提出，人类大脑的执行功能过程是通过来自控制运动行为的需求的压力在进化过程中发展起来的。这种观点将自我引导的运动和执行功能的发展联系在一起，这两种功能都利用了大脑的前额叶。虽然Koziol等人声称运动和执行功能共享脑区，但没有研究直接评估人类婴儿的这一共享的主张。本研究的主要目的是利用功能性近红外光谱(fNIRS)，探索（前额叶作为）婴儿有意识运动和执行功能的共享脑区，即研究婴儿期前额叶皮层与自我引导、目标导向运动和执行功能之间的联系。

研究者采用fNIRS测量了8-14个月大的婴儿在爬行、被放入婴儿车推动、给予被动注意任务或主动执行功能(EF)任务时左前额叶的活动。对于每个任务，研究者测量了总血红蛋白浓度和氧浓度的峰值。结果显示爬行与被放入婴儿车推动、EF任务与被动认知任务之间的峰值氧水平存在差异，EF任务的总血红蛋白高于被动注意任务。这些结果支持了在早期发育过程中主动运动和EF参与前额叶皮层的理论观点。

原文：fNIRS Monitoring of Infant Prefrontal Cortex During Crawling and an Executive Functioning Task

https://doi.org/10.3389/fnbeh.2021.675366

4. NeuroImage（6.556）：教育多样性与群体创造力：来自fNIRS超扫描的证据

教育多样性被定义为由多学科衡量的教育背景的多样性。鉴于群体创造力对于人类社会的发展至关重要，教育多样性对群体创造力的影响值得探究。本研究旨在揭示群体教育多样性对群体创造力影响的人际神经关联。

基于参与者所学专业（参与者互不相识），本研究中116名大学生参与者被分配到高教育多样性组(HD：分别主修科学或社会科学专业)或低教育多样性组(LD：都主修科学或社会科学专业)。要求参与者完成两种任务：需要创造性(替代使用任务，AUT)，不需要创造性(对象特征任务)。使用基于功能近红外光谱(fNIRS)的超扫描技术，同时记录每组交互参与者的神经反应。

研究结果发现，LD组比HD组表现出更多的AUT流畅性和换位思考行为，而在AUT独特性方面没有观察到组间差异。此外，HD组的集体灵活性高于LD组。fNIRS结果显示，LD组右侧角回和右侧初级感觉皮层的人际大脑同步(IBS)增量大于HD组。这表明，虽然高教育多样性有利于认知灵活性，但不一定会带来更好的想法质量或更多的想法数量。研究者在LD组观察到的较大的IBS增量和换位思考行为可能是其中原因之一。

原文：Educational diversity and group creativity: Evidence from fNIRS hyperscanning

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118564

5. NeuroImage（6.556）：运动节奏对额脑活动的影响：一项近红外光谱研究

人们能够调整自己行为的自发节奏，以更好地与环境和他人进行互动。这种能力是以高水平的认知功能为基础，但对于这种时间控制的大脑区域的研究要面临的一个突出的实际问题是，目前的神经成像技术(如脑电图、fMRI)对运动极为敏感，这对全身运动范式领域的任何大脑活动的研究都是一个挑战。近十年来，功能性近红外光谱(fNIRS)的无创成像方法由于其对运动相关伪影的低敏感性，已经成为运动实验范式研究的首选工具。

在本研究中，研究者使用连续波fNIRS系统记录了16名参与者在执行不同运动复杂度和节奏(即300 ms、500 ms、1200 ms)的空间敲击任务时的前额叶和运动血流动力学反应。

总的来说，本研究结果显示，快速运动的执行（即比自发运动速度更快）取决于身体运动产生的动力系统。自发运动节奏对大脑前额叶活动的影响可能是辅助运动区(SMA)以自然速度参与运动执行的结果。这些结果为前额叶认知控制在调节自主运动行为节奏中的作用提供了新的认识。

原文：Effects of Motor Tempo on Frontal Brain Activity: An f NIRS Study

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.117597

-往期精彩-

文献速递第1期：fNIRS的近期研究

文献速递第2期：fNIRS的近期研究

禁忌之爱：耽美是调节女性脑反应的潜在性吸引 | 最新fNIRS研究

父亲-孩子在问题解决过程中的人际神经同步：fNIRS超扫描研究

神经同步预测儿童学习新单词的能力

婴儿大脑影像重建，一项基于fNIRS通道空间分析的纵向研究

-精彩课程-

第二届近红外脑功能数据处理班学习班（线上：2021.11.1~11.14）

文献速递第4期：fNIRS的近期研究相关推荐

文献速递第1期：fNIRS 的近期研究
由于对运动伪迹敏感.电磁干扰敏感.成像过程幽闭等原因,现有的脑功能研究技术,如脑电图(EEG),事件相关电位(ERP),功能核磁共振成像(fMRI)不适用于儿童(尤其婴幼儿)等研究对象,亦不适用于自然 ...
文献速递第2期：fNIRS的近期研究
虽然fNIRS无法达到fMRI那样较高的空间分辨率,但是对于现有的脑科学技术而言,fNIRS无疑是一个巨大的进步.近红外成像技术起初主要应用在心理学研究领域,但在近些年的研究中,这一技术逐渐应用到康复 ...
文献速递第3期：tDCS的近期研究
文章来源于微信公众号(茗创科技),欢迎有兴趣的朋友搜索关注. 经颅直流电刺激(Transcranial Direct Current Stimulation, tDCS)是一种受到特别关注的神经调节方 ...
易基因 | 文献速递：RRBS方法绘制1538例乳腺癌甲基化图谱并预测癌症发生/预后
大家好,这里是专注表观组学十余年,领跑多组学科研服务的易基因. 错过RRBS技术在人和小鼠疾病表观遗传特征研究的可点:Mol Biol Evol | 利用RRBS技术多维度分析人和小鼠的疾病表观遗传特 ...
易基因 | 文献速递：微量细胞WGBS技术揭示克隆胚胎异常DNA再甲基化新机制
大家好,这里是专注表观组学十余年,领跑多组学科研服务的易基因. 错过DNA甲基化在调节骨骼肌发育中的研究可点:文献速递 | 全面的表观基因组图谱揭示了DNA甲基化调节骨骼肌发育的机制.https:// ...
易基因 | 文献速递：全面的表观基因组图谱揭示了DNA甲基化调节骨骼肌发育的机制
大家好,易基因文献科普栏目又来啦!今天要分享解读一篇发表于Nucleic Acids Research(IF16.971)的DNA甲基化研究文章,本文通过WGBS-seq和RNA-seq描述了猪骨骼肌 ...
seurat提取表达矩阵_本周最新文献速递20200719
本周最新文献速递一 (将不完全相似的表型进行荟萃分析,找出新的遗传位点,这是我第二次见到文献进行这种操作,一个新思路,值得借鉴) 文献题目: Multivariate genomic scan im ...
本周最新文献速递20220423
本周最新文献速递20220423 一.精细解读文献一文献题目: Nonlinear control of transcription through enhancer–promoter inter ...
本周最新文献速递20220410
本周最新文献速递20220410 一.精细解读文献一文献题目: Mapping genomic loci implicates genes and synaptic biology in schi ...

文献速递第4期：fNIRS的近期研究

文献速递第4期：fNIRS的近期研究相关推荐

最新文章

热门文章