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使用光谱测量视觉识别

2024-01-09 10:36:34
导读 大脑不仅是人体最复杂的器官,也是最难研究的器官之一。为了了解人脑不同区域的作用以及它们如何相互作用,测量清醒状态下执行受控任务的受...

大脑不仅是人体最复杂的器官,也是最难研究的器官之一。为了了解人脑不同区域的作用以及它们如何相互作用,测量清醒状态下执行受控任务的受试者的神经元活动至关重要。然而,最精确的测量设备是侵入性的,这极大地限制了它们在现实生活中对健康人类的使用。

为了克服这一主要障碍,科学家们想出了巧妙的技术,以安全、无创的方式测量大脑活动。一个突出的例子是功能磁共振成像(fMRI),它使用强磁场和无线电波来绘制大脑血流的变化。功能磁共振成像的一个主要缺点是必要设备的尺寸和成本,这限制了其在实验室和临床环境中更广泛的采用。

幸运的是,一种称为功能近红外光谱 (fNIRS) 的不同技术已经获得关注。这种方法包括在头皮上放置光源和探测器来测量血红蛋白浓度的局部变化,这与大脑活动相关。尽管 fNIRS 具有简单性和便携性等优点,但其真正潜力在大脑的许多区域仍未得到开发。

之前的研究已经使用 fNIRS 来检测腹侧视觉通路中的大脑活动,但没有评估其可行性和生态有效性,或者检测到的信号是否是理想的。在此背景下,包括中国西安电子科技大学董明浩教授和北京师范大学朱朝哲教授在内的研究小组着手测试 fNIRS 测量枕外侧复合体(LOC)和梭状面部区域(FFA)大脑活动的能力。 ),被称为腹侧视觉通路的两个关键区域。

他们的研究发表在《神经光子学》上。

了解LOC和FFA的功能有助于理解实验。LOC在物体识别中起着至关重要的作用;它的神经元参与处理有关物体形状和形式的信息。另一方面,FFA专门从事人脸的处理和识别。与 FFA 相比,LOC 更靠近头皮。因此,该团队假设 fNIRS 测量在该区域比在 LOC 上更有可能成功。

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