fNIRS 揭示双 n-back 范式中前额叶皮层功能连接动态变化的研究意义

【字体: 时间:2025年05月13日 来源:Cognitive Processing 1.7

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  理解人类大脑功能连接是神经科学的核心挑战。研究人员利用功能近红外光谱技术(fNIRS),对双 n-back 任务中大脑功能连接进行研究。发现记忆负荷不同,大脑连接模式有显著差异。该研究为认知研究及神经认知诊疗提供了新思路。

  人类大脑如同一个复杂的网络,探索其功能连接是神经科学领域的关键难题。功能近红外光谱技术(Functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)为研究大脑活动和连接提供了一种无创且便携的方法,有助于深入了解大脑网络的动态变化。
在这项研究中,科研人员运用 fNIRS 技术,对执行双 n-back 任务时人类大脑的功能连接展开研究。双 n-back 任务包含不同的记忆负荷水平,即 0-back、1-back 和 2-back。研究过程中,从额叶皮层的 24 个通道收集数据,并利用离散小波变换进行预处理。通过相关性分析计算每个任务水平的功能连接矩阵,同时评估聚类系数、局部和全局效率等图论指标。

经统计比较(t 检验和方差分析 ANOVA)发现,这些指标在不同记忆负荷水平间存在显著差异。较高的记忆负荷会改变大脑的连接模式(聚类系数和局部效率的 p < 0.05,全局效率的 p < 0.04)。这表明,随着认知需求的增加,大脑额叶网络的功能连接会发生变化,反映出复杂任务过程中大脑活动的动态特性。

此项研究凸显了 fNIRS 在探索大脑网络功能方面的潜力,对于理解认知过程、开发神经认知诊断方法和干预措施具有重要意义。

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