36、探索功能性近红外光谱与不同虚拟现实显示器结合的潜力

探索功能性近红外光谱与不同虚拟现实显示器结合的潜力

1. 引言

近年来，虚拟现实（VR）和脑成像技术的迅速发展，为神经科学领域的研究人员提供了在高度可控和可重复的环境中研究大脑反应的机会。传统上，神经科学研究使用标准桌面显示器来呈现刺激并研究潜在的大脑反应，这种方法非常不自然，与现实生活情况相差甚远。先前的神经科学研究表明，人类大脑对静态情感二维图像和交互式情感三维环境的反应不同。因此，需要开发更具生态效度的VR显示器和脑成像方法的组合，以推动不受屏幕限制的神经科学研究。

本试点研究旨在评估将移动神经成像与两种不同风格的高度沉浸式显示器相结合的优缺点：一种是头戴式的，另一种是可进入式的。具体而言，将可穿戴的功能性近红外光谱（fNIRS）与Oculus Rift和环绕沉浸式投影技术（IPT）相结合，研究与情绪调节相关的前额叶皮质的神经活动，以及信噪比（SNR）、运动伪影、外围信号干扰和使用舒适度。

2. 文献综述

许多近期研究将神经成像技术与VR结合，用于人类认知和表现的研究，如人类导航和驾驶行为、社交互动、空间记忆、暴力行为或情绪等。大多数研究采用功能性磁共振成像（fMRI）或脑电图（EEG）。fMRI具有高空间分辨率，而EEG具有更好的时间分辨率。然而，躺在巨大且嘈杂的fMRI扫描仪中会限制运动自由，并可能引起一些参与者的焦虑。近年来，EEG系统变得更加紧凑、无线和便携，使其能够与人们可以更自由移动的VR系统相结合，但EEG易受运动伪影和电子信号干扰的影响。

fNIRS提供了一种在VR中获取大脑扫描的工具，其空间分辨率介于fMRI和EEG的时间分辨率之间。此前已有研究将fNIRS与VR显示器结合，用于监测虚拟运动康复训练、平衡控制或导