近红外时间分辨光谱技术揭示创造性活动中前额极区脑血氧变化与任务诱发情绪的相关性

本研究通过近红外时间分辨光谱技术（NIR-TRS）创新性地捕捉了创造性活动中前额极区（frontal pole）脑血氧动力学变化与情绪反应的关联。为解决传统情绪测量方法在自然情境下的局限性，日本滨松医科大学团队设计真实物体操作任务，发现创造性活动显著提升氧合血红蛋白（Oxy-Hb）浓度，且与主观愉悦感正相关，而自主神经指标（心率、LF/HF值）呈负相关。该研究为临床情绪障碍干预和康复治疗提供了客观评估工具，成果发表于《IBRO Neuroscience Reports》。

　　

研究背景与科学问题
创造性活动如手工艺制作常引发愉悦感和成就感，但其神经机制尚未明确。传统功能磁共振（fMRI）等技术受限于实验环境，难以在自然情境下捕捉动态脑活动。此外，情绪与创造力共享前额叶皮层（PFC）神经基础，但二者在真实物体操作中的交互作用缺乏非侵入性检测手段。近红外光谱（NIRS）虽能实时监测脑血流，但连续波近红外光谱（CW-NIRS）易受头皮组织干扰，而近红外时间分辨光谱（NIR-TRS）通过光子飞行时间分析可精准测量脑实质血氧变化，为破解这一难题提供了新可能。

研究设计与技术方法
日本滨松医科大学团队招募24名健康受试者，采用NIR-TRS系统（TRS-41）监测前额极区氧合血红蛋白（Oxy-Hb）、脱氧血红蛋白（Deoxy-Hb）浓度变化，同步记录心电指标（ECG）和主观情绪量表（VAS）。实验设置创造性任务（组装金属狗模型）与简单重复任务对照，通过13时段分段分析（7分钟任务+3分钟静息）比较脑激活模式。

研究结果

1. 行为数据验证情绪反应
   创造性任务后，受试者在愉悦感（83.57±11.95 vs 39.61±19.61）、专注度（85.04±12.14 vs 66.26±19.11）等VAS评分显著高于简单任务（p<0.001），证实任务成功诱发积极情绪。

2. Oxy-Hb显著增加
   创造性任务期间，右前额极区Oxy-Hb从任务中期（t2时段）开始持续升高，并在后任务静息期达峰值（post3时段1.023±0.026 vs 简单任务0.994±0.028，p<0.001）。左前额极区激活则集中于静息期（post3时段1.017±0.025 vs 0.994±0.022，p=0.003）。

3. 自主神经与脑激活的负相关
   右前额极Oxy-Hb增幅与后任务心率呈负相关（post1时段ρ=-0.442，p=0.045），且与压力指数LF/HF值在任务后期（t5-t6时段）显著负相关（左区t6时段ρ=-0.751，p=0.0002），表明脑激活非交感神经过度驱动。

4. 情绪与脑激活的直接关联
   后任务Oxy-Hb变化与愉悦感（r=0.60，p<0.001）、挑战性（r=0.62，p<0.001）等VAS评分强相关，证实前额极激活反映积极情绪体验。

科学意义与临床价值
该研究首次通过NIR-TRS揭示创造性活动通过默认模式网络（DMN）激活前额极区，其血氧变化与低压力状态下的正性情绪密切相关。相比传统二维刺激，三维实物操作能诱发更强脑激活，为痴呆、抑郁症等患者的情绪障碍评估提供了便携式解决方案。未来可结合更多心率变异性（HRV）指标，进一步区分认知与情绪成分的神经基础。