Λειτουργική φασματοσκοπία κοντά στο υπέρυθρο

Abstract

Η λειτουργική φασματοσκοπία κοντά στο υπέρυθρο (Functional near-infrared spectroscopy - fNIRS) είναι μια μη επεμβατική τεχνική νευροαπεικόνισης που μετρά τις αλλαγές στα επίπεδα οξυγόνωσης του αίματος στον εγκέφαλο. Η τεχνική βασίζεται στην αρχή ότι όταν εμφανίζεται νευρική δραστηριότητα σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου, η ροή του αίματος και τα επίπεδα οξυγόνωσης αυξάνονται σε αυτήν την περιοχή. Το fNIRS μετρά αυτές τις αλλαγές στα επίπεδα οξυγόνωσης του αίματος εκπέμποντας εγγύς υπέρυθρο φως στο τριχωτό της κεφαλής και μετρώντας το φως που μεταδίδεται και επιστρέφει μέσω του ιστού. Το fNIRS μπορεί να παρέχει πολύτιμες γνώσεις για τη δραστηριότητα του εγκεφάλου και τις γνωστικές διαδικασίες. Έχει πολλά πλεονεκτήματα έναντι άλλων τεχνικών νευροαπεικόνισης, όπως η μη επεμβατικότητα, η φορητότητα και η καταλληλότητά του για χρήση σε ένα ευρύ φάσμα πληθυσμών, συμπεριλαμβανομένων των βρεφών και των ατόμων με κινητικές διαταραχές. Είναι επίσης σχετικά ασφαλές, καθώς δεν χρησιμοποιεί ιονίζουσα ακτινοβολία ή μαγνητικά πεδία. Ωστόσο, το fNIRS έχει επίσης ορισμένους περιορισμούς. Έχει χαμηλότερη χωρική ανάλυση σε σύγκριση με άλλες τεχνικές νευροαπεικόνισης όπως το fMRI, που σημαίνει ότι δεν μπορεί να παρέχει λεπτομερείς πληροφορίες για συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου. Έχει επίσης περιορισμένο βάθος διείσδυσης, που σημαίνει ότι δεν μπορεί να μετρήσει τις βαθιές δομές του εγκεφάλου. Το fNIRS είναι επίσης ευαίσθητο σε εξωεγκεφαλικά σήματα όπως η αιμοδυναμική του τριχωτού της κεφαλής και του κρανίου, τα οποία μπορούν να μολύνουν το σήμα και να επηρεάσουν την ποιότητα των δεδομένων. Παρά αυτούς τους περιορισμούς, το fNIRS είναι ένα πολύτιμο εργαλείο για τη μελέτη της εγκεφαλικής λειτουργίας και έχει χρησιμοποιηθεί σε ποικίλες εφαρμογές όπως η γνωστική νευροεπιστήμη, η κλινική νευροαπεικόνιση και η διεπαφή εγκεφάλου-υπολογιστή. Οι συνεχείς εξελίξεις στο υλικό και τις τεχνικές ανάλυσης συνεχίζουν να ενισχύουν τις δυνατότητες του fNIRS, καθιστώντας το ένα όλο και πιο δημοφιλές και σημαντικό εργαλείο στον τομέα της νευροεπιστήμης