脑力疲劳会引起人机系统绩效下降甚至引起安全事故,因此实时检测疲劳状态具有重要意义。虽然关于脑力疲劳检测的研究较多,但仍未有统一生理标准。由于疲劳的复杂性,多生理检测法已经成为一种趋势,但是会增大设备复杂度。功能近红外光谱...脑力疲劳会引起人机系统绩效下降甚至引起安全事故,因此实时检测疲劳状态具有重要意义。虽然关于脑力疲劳检测的研究较多,但仍未有统一生理标准。由于疲劳的复杂性,多生理检测法已经成为一种趋势,但是会增大设备复杂度。功能近红外光谱能够通过测量人大脑皮层的血氧活动而间接反映脑认知功能,近红外信号中的心动和呼吸信号属于生理活动的敏感信息,但是常被作为干扰去除,因此造成了信息丢失。为增强近红外的生理信息含量并建立多生理疲劳检测模型,从近红外信号中提取出心动和呼吸作为新的敏感特征,并结合均值斜率等常规特征构建基于支持向量机的脑力疲劳检测模型。研究采用60 min 2-back任务诱导疲劳状态,利用近红外测量了15名被试包括前额(PFC)共计10个通道的脑皮层近红外信号。研究结果证实了提取出的心动和呼吸特征对疲劳敏感,且增大了疲劳识别的准确性(84%→90%)。因此,所建立的模型能够有效地检测脑力疲劳并且降低了多生理脑力疲劳检测设备的复杂度。展开更多
背景:功能性近红外光谱技术是一种新兴的无创脑功能活动监测手段,对于脑成像显示出独特的优势,属于脑科学领域中新的研究热点。目的:以CiteSpace知识图谱为基础,对国际上功能性近红外光谱技术相关研究文献进行计量学分析、共现分析、共...背景:功能性近红外光谱技术是一种新兴的无创脑功能活动监测手段,对于脑成像显示出独特的优势,属于脑科学领域中新的研究热点。目的:以CiteSpace知识图谱为基础,对国际上功能性近红外光谱技术相关研究文献进行计量学分析、共现分析、共被引分析和聚类分析,探索功能性近红外光谱技术近10年研究概况和目前研究热点,以期为未来研究提供一定指导。方法:以Web of Science中Science Citation Index Expanded(SCI-E)收录的2010至2020年间发表的相关文献记录为研究对象,利用CiteSpace软件分别以作者、国家和机构、关键词作为节点进行共现分析,对被引期刊、参考文献进行共被引分析,并对关键词进行聚类分析、动态前沿演化分析。结果与结论:①共纳入相关文献1734篇;发文最多的作者以FALLGATTER AJ为代表;发文最多的国家为美国、日本、中国;发文最多的机构为蒂宾根大学、德雷塞尔大学、伦敦大学学院;②预测从心理学和认知神经科学角度出发,借助功能性近红外光谱技术对不同脑区尤其是额叶皮质区的研究、利用功能性近红外光谱技术对大脑相关各种机制的探索、功能性近红外光谱技术对婴幼儿个体差异的检测以及与其他脑功能成像技术相结合所展开的研究仍旧是未来一段时间内的热点;③运用CiteSpace对Web of Science中功能性近红外光谱技术近10年的研究进行文献计量及可视化分析可知,功能性近红外光谱技术发展较为迅速;④此次研究相对直观地揭示了可合作的研究者及机构,并对研究热点进行了预测,为日后功能性近红外光谱技术研究的选题、发展方向等提供了一定参考。展开更多
Spinal cord stimulation （SCS） is a promising technique for treating disorders of consciousness （DOCs）. However, differences in the spatio-temporal responsiveness of the brain under varied SCS parameters remain unc...Spinal cord stimulation （SCS） is a promising technique for treating disorders of consciousness （DOCs）. However, differences in the spatio-temporal responsiveness of the brain under varied SCS parameters remain unclear. In this pilot study, functional near-infrared spectroscopy was used to measure the hemodynamic responses of 10 DOC patients to different SCS frequencies （5 Hz, 10 Hz, 50 Hz, 70 Hz, and 100 Hz）. In the prefrontal cortex, a key area in consciousness circuits, we found significantly increased hemodynamic responses at 70 Hz and 100 Hz, and significantly different hemodynamic responses between 50 Hz and 70 Hz/100 Hz. In addition, the functional connectivity between prefrontal and occipital areas was significantly improved with SCS at 70 Hz. These results demonstrated that SCS modulates the hemodynamic responses and long-range connectivity in a frequency-specific manner （with 70 Hz apparently better）, perhaps by improving the cerebral blood volume and information transmission through the reticular formation-thalamus-cortex pathway.展开更多
文摘脑力疲劳会引起人机系统绩效下降甚至引起安全事故,因此实时检测疲劳状态具有重要意义。虽然关于脑力疲劳检测的研究较多,但仍未有统一生理标准。由于疲劳的复杂性,多生理检测法已经成为一种趋势,但是会增大设备复杂度。功能近红外光谱能够通过测量人大脑皮层的血氧活动而间接反映脑认知功能,近红外信号中的心动和呼吸信号属于生理活动的敏感信息,但是常被作为干扰去除,因此造成了信息丢失。为增强近红外的生理信息含量并建立多生理疲劳检测模型,从近红外信号中提取出心动和呼吸作为新的敏感特征,并结合均值斜率等常规特征构建基于支持向量机的脑力疲劳检测模型。研究采用60 min 2-back任务诱导疲劳状态,利用近红外测量了15名被试包括前额(PFC)共计10个通道的脑皮层近红外信号。研究结果证实了提取出的心动和呼吸特征对疲劳敏感,且增大了疲劳识别的准确性(84%→90%)。因此,所建立的模型能够有效地检测脑力疲劳并且降低了多生理脑力疲劳检测设备的复杂度。
文摘背景:功能性近红外光谱技术是一种新兴的无创脑功能活动监测手段,对于脑成像显示出独特的优势,属于脑科学领域中新的研究热点。目的:以CiteSpace知识图谱为基础,对国际上功能性近红外光谱技术相关研究文献进行计量学分析、共现分析、共被引分析和聚类分析,探索功能性近红外光谱技术近10年研究概况和目前研究热点,以期为未来研究提供一定指导。方法:以Web of Science中Science Citation Index Expanded(SCI-E)收录的2010至2020年间发表的相关文献记录为研究对象,利用CiteSpace软件分别以作者、国家和机构、关键词作为节点进行共现分析,对被引期刊、参考文献进行共被引分析,并对关键词进行聚类分析、动态前沿演化分析。结果与结论:①共纳入相关文献1734篇;发文最多的作者以FALLGATTER AJ为代表;发文最多的国家为美国、日本、中国;发文最多的机构为蒂宾根大学、德雷塞尔大学、伦敦大学学院;②预测从心理学和认知神经科学角度出发,借助功能性近红外光谱技术对不同脑区尤其是额叶皮质区的研究、利用功能性近红外光谱技术对大脑相关各种机制的探索、功能性近红外光谱技术对婴幼儿个体差异的检测以及与其他脑功能成像技术相结合所展开的研究仍旧是未来一段时间内的热点;③运用CiteSpace对Web of Science中功能性近红外光谱技术近10年的研究进行文献计量及可视化分析可知,功能性近红外光谱技术发展较为迅速;④此次研究相对直观地揭示了可合作的研究者及机构,并对研究热点进行了预测,为日后功能性近红外光谱技术研究的选题、发展方向等提供了一定参考。
基金supported by the National Key Research and Development Program of China (2017YFB1002502)the National Natural Science Foundation of China (81501550, 81600919, and 31771076)+5 种基金the Cross Training (Shipei) Project of High-Caliber Talents in Beijing Municipal Institutions (2017–2018)the Supplementary and Supportive Project for Teachers at Beijing Information Science and Technology University (2018–2020, 5029011103)the School Scientific Research Project at Beijing Information Science and Technology University (1825010) the Beijing Municipal Science and Technology Commission (Z161100000516165) the Shenzhen Peacock Plan (KQTD2015033016104926)the Guangdong Pearl River Talents Plan Innovative and Entrepreneurial Team grant (2016ZT06S220)
文摘Spinal cord stimulation （SCS） is a promising technique for treating disorders of consciousness （DOCs）. However, differences in the spatio-temporal responsiveness of the brain under varied SCS parameters remain unclear. In this pilot study, functional near-infrared spectroscopy was used to measure the hemodynamic responses of 10 DOC patients to different SCS frequencies （5 Hz, 10 Hz, 50 Hz, 70 Hz, and 100 Hz）. In the prefrontal cortex, a key area in consciousness circuits, we found significantly increased hemodynamic responses at 70 Hz and 100 Hz, and significantly different hemodynamic responses between 50 Hz and 70 Hz/100 Hz. In addition, the functional connectivity between prefrontal and occipital areas was significantly improved with SCS at 70 Hz. These results demonstrated that SCS modulates the hemodynamic responses and long-range connectivity in a frequency-specific manner （with 70 Hz apparently better）, perhaps by improving the cerebral blood volume and information transmission through the reticular formation-thalamus-cortex pathway.
