Physikalisch-Technische Bundesanstalt

Simultane Erfassung zeitaufgelöster fNIRS und physiologischer Signale bei kognitiver Aktivierung des Gehirns

Funktionale Nahinfrarotspektroskopie am Kopf (fNIRS) ist eine vielversprechende optische Methode zur Messung zerebraler hämodynamischer Aktivierung. Jedoch können evozierte Änderungen in systemisch-physiologischen Parametern die eigentlichen gehirnbezogenen Signale verfälschen. In einer an der PTB (FB 8. 3 und FB 8.1) im Rahmen des EU-Projektes „nEUROPt“, in enger Zusammenarbeit mit dem University College London und der Freien Universität Berlin, durchgeführten multimodalen Studie wurden solche Artefakte nun genauer untersucht. Während einer kognitiven Aufgabe wurden bei 15 Probanden Hämoglobinkonzentrationsänderungen am präfrontalen Kortex und systemisch-physiologische Parameter (Blutdruck, Herzfrequenz, Atmung, Hautleitfähigkeit u.a.) simultan gemessen. Die 3D-Lokalisierung der Hirnaktivierung und der Artefakte in der Haut erfolgte mittels funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) und zusätzlicher MR-Angiographie. Es gelang uns, aufgabenevozierte Änderungen des Hämoglobingehaltes in Venen als Ursache für die systemischen Artefakte zu identifizieren und vom gemessenen fNIRS-Signal zu trennen.

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