探索成年人在执行扣纽扣任务时的大脑激活情况：一项功能性近红外光谱研究

《NeuroImage: Reports》：Exploring brain activation during a buttoning task in adults: A functional near infrared spectroscopy investigation

脑活动模式在未损伤成人完成穿衣任务的fNIRS研究。采用便携式近红外光谱仪记录20名右利手受试者坐姿下按钮和松开的脑区血氧变化，发现前额叶、辅助运动区及体感运动区活动显著增强，而顶叶后区无变化。研究为神经损伤患者运动康复评估提供基准数据。

　　日常生活的活动能力（ADLs）是维持个体独立性和生活质量的重要因素。完成这些活动不仅有助于提升个体的自我效能感，还与身心健康密切相关。然而，目前关于在进行ADLs时大脑活动的研究仍显不足，尤其是在自然状态下进行相关任务时的脑活动模式。功能性磁共振成像（fMRI）虽然是一种常用的脑成像技术，但其要求被试者保持仰卧姿势，这与实际生活中的ADLs状态存在较大差异，可能影响研究结果的准确性。相比之下，功能性近红外光谱（fNIRS）技术因其便携性、非侵入性和对运动干扰的较低敏感性，成为研究自然状态下ADLs脑活动的有力工具。

本研究旨在探讨健康成年人在完成衬衫扣扣这一常见ADLs任务时的大脑激活情况。研究对象为20名年龄在25至65岁之间的健康成年人，他们被要求在三次20秒的任务块中完成扣扣任务，每次任务块之间有15秒的休息时间。为了确保数据的可靠性，研究者在任务开始前测量了参与者头部的尺寸，并根据这些数据选择合适的头帽以固定fNIRS的光探测器。此外，参与者被要求保持低头姿势，以减少头部运动对数据采集的影响。通过这种方式，研究者能够更准确地捕捉到任务期间大脑活动的变化。

研究中使用了fNIRS设备，该设备能够测量大脑皮层中氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）的浓度变化。这些浓度变化反映了大脑活动的动态过程，因为HbO浓度的增加通常与大脑活动增强有关，而HbR浓度的减少则可能表明大脑活动的增加。研究者通过对比任务期间与休息期间的HbO和HbR浓度变化，评估了不同脑区的激活情况。结果显示，在前额叶皮层、初级运动皮层、补充运动区、感觉运动皮层中，任务期间的HbO浓度显著高于休息期间，而在后顶叶皮层中则没有观察到显著变化。同时，HbR浓度在任务期间也出现了显著下降，尤其是在初级运动皮层、补充运动区和感觉运动皮层中。

这些发现表明，扣扣任务不仅激活了与运动控制相关的脑区，还涉及了更高层次的认知功能。前额叶皮层的激活可能与任务执行过程中所需的注意力、计划和决策过程有关。而感觉运动皮层和初级运动皮层的激活则反映了实际的运动控制和协调。此外，补充运动区的激活可能与任务的序列执行和启动有关，这对于完成需要多关节协调的ADLs任务至关重要。

本研究的局限性包括参与者均为右利手，这可能影响结果的普遍性。未来的研究可以纳入更多左利手的个体，以更全面地了解不同手部偏好对ADLs任务中大脑活动的影响。此外，研究对象的年龄范围较窄，主要集中在年轻成年人中，这可能限制了结果的广泛适用性。研究者还提到，由于fNIRS设备的光探测器可能受到发色、皮肤色素沉着或发根密度的影响，某些个体的数据可能不够准确。因此，未来的研究需要考虑这些因素，以提高数据的代表性。

尽管存在这些局限，本研究的结果仍具有重要的临床意义。了解健康成年人在完成ADLs任务时的大脑激活模式，可以为研究神经损伤患者（如创伤性脑损伤患者）的大脑活动提供参考。fNIRS技术的优势在于其能够提供更自然、更动态的脑活动测量，同时减少数据采集的时间和复杂性。这使得该技术在临床应用中具有更大的潜力，特别是在需要观察患者在实际生活情境下大脑活动的研究中。

通过本研究，我们获得了关于健康成年人在完成衬衫扣扣任务时大脑激活模式的初步数据。这些数据不仅有助于理解ADLs任务中的神经机制，还为未来的临床研究提供了重要的基础。随着fNIRS技术的不断发展，其在评估和干预神经功能障碍方面的应用前景将更加广阔。未来的研究可以进一步探索不同神经损伤患者在执行ADLs任务时的大脑活动模式，以及这些模式如何与健康个体的模式进行比较。这将有助于开发更有效的康复策略，提高患者的独立性和生活质量。