NIRx 近红外脑成像系统超扫描解决方案

NIRx 近红外脑成像系统超扫描解决方案

NIRx 近红外脑成像系统超扫描解决方案是由美国 NIRx Medical Technologies 公司提供的多功能、多被试脑功能成像研究平台。NIRx 是全球功能性近红外光谱(fNIRS)领域的引导者，其产品广泛应用于认知神经科学、心理学、神经管理学和社会神经科学研究领域。超扫描(Hyperscanning)是指同时对多人进行神经成像，以研究他们如何相互作用。通过同时记录多个大脑，不仅可以研究大脑内的神经关系，还可以研究大脑间的神经关系(Czeszumski 等人，2020 年)。NIRx 的超扫描解决方案覆盖了从台式高密度系统(NIRScout)到无线便携式系统(NIRSport2)的全系列产品，满足不同研究场景的需求。

该产品的核心价值在于通过同时同步记录多个被试的皮质活动，以高生态效度的方式研究社会互动中的人际神经同步性，为理解合作、竞争、沟通、亲子互动等社会行为的神经机制提供可靠工具。与 fMRI 和 EEG 不同，fNIRS 可以在不限制受试者在社交互动中的通常行为的情况下测量皮质活动，从而提高测量的生态效度。大多数与社会神经科学研究相关的大脑区域都是皮质表面的一部分，因此适合进行 fNIRS 测量(Ono，2018 年)。

在系统配置方面，NIRx 提供两种主要的超扫描硬件平台。NIRScout 系统是基于实验室的台式解决方案，利用 NIRStar 数据采集软件同时测量两个对象。NIRScout 系统可从 4 个光源和 8 个探测器扩展到 64 个光源和 128 个探测器配置，配备高性能 LED、激光器或多波长激光源以及 SiPD 或 APD 探测器，是多模态测量的黄金标准。NIRSport2 系统是无线便携式设备，允许受试者以自然和不受约束的方式相互交流。单台设备可达 16 光源 16 探测器，支持 64 光源 64 探测器，采样率可达 240Hz。数据采集支持 USB、Wi-Fi 或单体数据采集模式，兼容 E-prime、Matlab、Presentation 等刺激呈现软件，支持 LSL 模式。

在超扫描功能方面，NIRx 的解决方案提供了高度的灵活性。无论是使用 NIRScout 还是 NIRSport2.都支持一台设备内两个主体的成像或多台设备内多个主体的成像。使用 Aurora 专用的超扫描应用程序，用户可以在记录连接、设备数量和单个受试者的光极排列布局方面获得高度灵活性。用户可以在单个设备(两个受试者)和多个设备超扫描之间进行选择。无论设备数量有多少(单台或多台)，用户都可以为每个主题选择不同的光极排列布局。使用多台设备时，不同设备的连接模式也可能不同[^用户输入]。为了进一步增加光极数量，可以将超扫描与串联功能相结合，实现部分或全部受试者的更高覆盖率。上海交通大学安泰经济与管理学院行为科学实验室已配备 NIRSport2 系统，用于心理学、认知神经科学、神经管理学等研究方向。

在应用领域方面，使用 fNIRS 进行超扫描的可能应用包括但不限于：母子互动(Azhari 等人，2019 年)、合作与竞争研究(Li 等人，2021 年或 Balconi 等人，2017 年)、团队合作(Mayseless 等人，2019 年)或社会自我认知(Balconi & Vanutelli，2016 年)。该产品主要应用于认知神经科学实验室、心理学研究所、神经管理学实验室、社会神经科学研究中心、医院康复科等科研与临床机构。适用科室包括神经科学实验室、心理学实验室、行为科学实验室、康复医学科、精神科等。多项研究已使用 fNIRS 超扫描技术发表了重要成果，包括脑间同步性与团队合作的关系、时尚商店视觉营销的神经机制、购买行为的神经关联等。

核心技术与研究范式

技术原理：基于功能近红外光谱(fNIRS)，利用氧合/脱氧血红蛋白浓度变化间接反映皮层活动

分析指标：通过功能连接(FC)量化跨被试的大脑区域同步性(如布罗卡区与韦尼克区的交互)

核心优势：无需限制被试自然行为，具有高生态效度，适用于真实社会互动场景

适配硬件与系统架构

NIRScout 系统：提供基于实验室的高精度解决方案，结合NIRStar软件实现双被试同步测量

NIRSport2 系统：采用无线便携设计，支持被试以自然方式交流，适用于动态环境下的超扫描

扩展能力：支持多台设备联动与串联功能，满足部分或全部被试的高密度、高覆盖率需求

软件控制与同步性能

采集软件：支持 Aurora fNIRS 与 NIRStar 数据采集软件

统一控制：通过单一 GUI 界面同时控制所有被试的连接状态、设备数量及光极排列布局

高度灵活：支持单台设备内双人成像与多设备 Hyperscanning 模式的无缝切换

个性化配置：允许多台设备间采用不同的连接模式，并为每个被试独立选择光极排列布局

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