基于fNIRS的大脑前额叶皮层在不同脑力负荷下的激活模式研究

目的利用功能性近红外光谱成像技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)探讨大脑双侧前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)在不同脑力负荷下的激活模式。方法选取本校在校学生34例(男性17例,女性17例),分别进行3种负荷水平的n-back(n=1、2、3)认知记忆任务试验,采用fNIRS检测被试大脑双侧PFC的含氧血红蛋白(HbO_(2))的相对含量和时间特性。结果随着负荷水平的增加,被试任务的正确率显著下降,反应时逐步升高,在1-back时显著低于2-back和3-back,但2-back和3-back之间差异无统计学意义。大脑双侧PFC的激活强度随着负荷水平增加呈现非线性增强,相比于1-back,2-back时左、右侧PFC的激活均增强,特别是右侧PFC激活显著增强(P<0.05),然而3-back时双侧PFC的激活程度与2-back、1-back时差异均无统计学意义。检测fNIRS信号的时间特性发现,左侧PFC在3-back时的血流动力学响应较强。结论fNIRS可以检测到不同脑力负荷下大脑双侧PFC在激活强度和血氧响应模式上均存在差异,随着脑力负荷增加,右侧PFC的功能激活显得较为重要。