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新型可穿戴研究技术:对婴幼儿的大脑成像

归根结底,无论是脑机接口还是人工智能,都离不开脑科学的支持。实际上,脑机接口和人工智能始于脑科学,也受到脑科学发展的限制。因此,对人脑的研究非常重要。最近,一个由英国科学家和工程师组成的团队展示了一种用于对婴儿和幼儿的大脑进行成像的新技术。这一突破希望使研究人员能够有新的方法来研究自然环境中的婴儿大脑活动,而无需昂贵的MRI机器。使用传统的神经影像学方法研究清醒婴儿的大脑皮质功能是一项艰巨的任务。这是因为婴儿通常非常活跃,并且由于他们经常移动并且容易分散注意力,因此使用MRI等技术必须使受试者保持完全静止,这对于清醒的婴儿几乎是不可能的。为了应对这一挑战,功能性近红外光谱(fNIRS)在发育神经科学中变得越来越普遍,但在分辨率,空间特异性和人体工程学方面存在很大的局限性。此外,与典型的fNIRS方法相比,高密度近红外光源和检测器阵列具有显着改善的空间分辨率和特异性。但是,大多数现有的fNIRS设备仅允许获取大约20-100个稀疏分布的fNIRS通道。光电二极管数量的增加带来了重大的机械挑战,特别是对于婴儿应用。在这项研究中,新一代可穿戴,模块化,高密度漫反射光学层析成像(HD-DOT)技术克服了传统的,基于光纤的低密度fNIRS测量的局限性。在这项新技术的发展推动下,研究人员进行了首次可穿戴HD-DOT婴儿脑研究。其中,可穿戴的HD-DOT系统称为LUMO,测试的原型来自UCL的一家衍生公司Gowerlabs。盖子上的每个六角形都包含三个LED光源和四个传感器。近红外光用于检测大脑氧合的变化。这些氧合变化显示出大脑中忙于处理信息的区域,这意味着研究团队首次能够在MRI扫描仪之外创建婴儿大脑活动的高质量三维图像。通过这些变化,研究人员可以有效地绘制出大脑哪些部分正在活跃工作的实时地图。这也为各个领域的研究人员提供了一种技术途径,以了解有关健康婴儿大脑发育的更多信息。它不仅是人工智能的脑科学研究,而且为建立脑疾病的疾病诊断,监测和最终治疗方法提供了新的途径。方法。这项新研究发表在《神经影像》杂志上。