腦成像技術為認知神經科學提供了探索大腦的有力工具?；诔墒斓哪X成像技術，已有大量研究證實特定皮層的激活與認知過程密切相關。然而，隨著對腦區(qū)協(xié)同作用及認知行為研究的深入，單一腦區(qū)的變化或相關性計算無法揭示信息在腦區(qū)間的傳播過程，且其相關性結果無法直接解讀為因果關系。認知神經過程背后更為復雜的因果機制，亟待進一步探討。

使用多模態(tài)進行結合，意在使用不同的腦功能成像技術以及神經調控技術，結合不同技術優(yōu)點進行更深入研究。主要包括以下多模態(tài)結合方案：

(一) 腦電與近紅外的結合

腦電和近紅外在相同的神經活動中采用不同的方式捕捉信號。腦電和近紅外有著更好的時間分辨率和空間分辨率互補性,結合這兩種方法可以更全面的檢測皮層的活動。除了固定的實驗室記錄方式，在實驗室之外，我們的可擴展無線放大器可以很容易地與可移動近紅外光譜系統(tǒng)相結合，我們的電極帽也可以定制，以適應近紅外的蒙太奇。

應用

1.認知過程的神經機制研究

二者結合可以準確、全面、實時地測量大腦在認知過程中的活動，實現(xiàn)全面、實時的腦成像分析，從而應用于認知活動研究，如研究注意力、記憶力、決策等認知過程的神經機制。

2.腦機接口BCI

EEG和fNIRS的結合為BCI提供了更豐富的神經信息，有助于提高BCI的準確性和可靠性，拓展了BCI在通信、控制等領域的應用。

3.運動訓練與康復

在運動訓練中，EEG-fNIRS結合可用于監(jiān)測大腦和肌肉之間的功能耦合，評估運動訓練的效果，為運動訓練方案的優(yōu)化和運動康復提供支持。

4.臨床診斷與治療

EEG和fNIRS的結合可用于臨床診斷和治療評估，如監(jiān)測腦卒中患者的腦血流和神經血管耦合反應，輔助評估治療效果。

(二) 腦電與經顱磁刺激結合

1.腦電與經顱磁刺激結合

經顱磁刺激同步腦電圖（TMS-EEG）技術是通過TMS非侵入性地激活大腦特定區(qū)域，并結合EEG實時記錄大腦的電活動，以評估大腦的功能連接性和神經網(wǎng)絡動態(tài)的技術。該技術結合了TMS對腦區(qū)精準定位的空間優(yōu)勢與EEG對神經活動毫秒級響應的時間優(yōu)勢。采用纖薄的、更貼近頭皮的主動電極與具有高采樣率的一體化實驗室放大器，使得線圈更加貼近頭皮，從而減少偽跡衰減。同時采用閉環(huán)調控系統(tǒng)進行超快速數(shù)據(jù)訪問與實時數(shù)據(jù)處理。

應用

1.腦網(wǎng)絡功能連接

TMS-EEG能夠深入研究不同腦區(qū)之間的有效連接性、相互作用及神經可塑性等復雜機制。

2.腦功能因果機制

TMS引起的局部腦區(qū)的短暫虛擬損傷可以給認知神經科學研究提供主動干預手段，結合腦電技術實時監(jiān)測刺激信號傳遞，能夠揭示認知過程與行為中腦區(qū)信息傳遞的因果機制。

3.閉環(huán)調控

TMS-EEG特有閉環(huán)調控技術可在極高時間分辨率下，實時提取EEG特征信號并調整刺激強度，實現(xiàn)個性化的閉環(huán)調控，同時為腦機接口的應用提供新的可能性。

4.神經反饋

基于EEG的神經反饋通常會從大腦狀態(tài)中提取信息，將其轉化為操作外部設備的控制命令，同時轉化為一種反饋給用戶，從而實現(xiàn)機體內部以及機體與環(huán)境之間的反饋調節(jié)。

推薦方案：

BP腦電/EB腦電與TMS結合

(三) 腦電與核磁結合

fMRI測量的是與神經活動血流動力學變化相關的磁共振信號，具有良好的空間分辨率(2-3mm各向同性)和較低的時間分辨率(1-3s)。而EEG能夠以毫秒級的時間分辨率記錄大腦的電活動，但空間分辨率有限。將fMRI和EEG進行結合，可以生成人腦功能的高時空分辨率圖，這對于理解人腦的復雜動力學是至關重要的。此外，fMRI也能夠彌補腦電源定位模糊的問題。

德國Brain Products公司開發(fā)的事件相關腦電位(ERP)采集和分析系統(tǒng)，憑借其精度高、抗干擾性強、操作簡便、功能多樣等優(yōu)點，更重要的是可整合功能磁共振成像系統(tǒng)（fMRI），研究心理活動在腦功能區(qū)的定位，成為核磁條件下 ERP 分析的有效工具，在國際和國內享有盛譽。

應用

1.認知功能研究

EEG-fMRI技術可以用來研究大腦在執(zhí)行復雜認知任務時的活動模式，揭示不同認知過程的神經基礎。例如，通過EEG-fMRI技術可以研究大腦功能聯(lián)通性、注意的機制、大腦不同頻率的振蕩關系等問題。

2.神經網(wǎng)絡分析

EEG-fMRI結合可以提供高時間分辨率和高空間分辨率的數(shù)據(jù)，有助于分析大腦網(wǎng)絡的動態(tài)變化，了解大腦區(qū)域之間的相互作用。

3.神經藥理學研究

EEG-fMRI技術可以用來研究藥物對大腦活動的影響，分析藥物作用的神經機制，有助于藥物開發(fā)和治療策略的優(yōu)化。

(四) 近紅外與TMS結合

fNIRS是一種非侵入性腦成像技術，它利用“光學窗口”，即大腦組織對近紅外光（650-900 nm）的自然透明度，來測量皮層血紅蛋白濃度的變化。TMS刺激之后，神經激活與血流動力學變化的相對緊密耦合使得fNIRS能夠測量經顱磁刺激的效果。fNIRS可實時檢測目標腦區(qū)的血氧變化（如氧合血紅蛋白HbO升高），判斷刺激是否引發(fā)預期的代謝響應，反饋可用于優(yōu)化rTMS刺激方案。

近紅外和TMS結合可以直接探測腦區(qū)域活動和聯(lián)結。除此之外，近紅外是光學信號，在進行TMS時并不會產生近紅外數(shù)據(jù)的偽跡和沖突。因此，TMS線圈可以直接放置在NIRS探頭上，在受刺激的部位直接測量血流動力學變化。

應用

1.神經調控效果的量化評估

fNIRS與TMS的聯(lián)合應用可為經顱磁刺激治療響應或功能靶向提供一個客觀量化的評估手段。這種聯(lián)合應用可為經顱磁刺激治療響應或功能靶向提供一個客觀量化的的評估手段，從而改善目標神經回路中的神經元相互作用，增強神經元重組過程。

2.神經康復

fNIRS-TMS技術在神經康復領域對干預參數(shù)優(yōu)化及康復療效評估具有重要的應用價值。通過fNIRS成像監(jiān)測與神經調控相關的特定皮層反應模式，對于指導刺激參數(shù)的建立和實現(xiàn)個性化康復治療具有重要意義。

3.神經認知增強

fNIRS-TMS技術結合有可能為認知增強、神經康復和技能學習領域的精確和有針對性的干預提供理論基礎，從而推動神經康復和神經認知增強中精確神經調控的發(fā)展。

(五) 核磁/腦磁兼容近紅外功能成像測量

核磁兼容的近紅外將fMRI的高空間分辨率（毫米級解剖/功能成像）與fNIRS的高時間分辨率（秒級血氧動態(tài)監(jiān)測）結合，實現(xiàn)“結構-代謝”跨尺度分析，尤其適合研究神經血管耦合機制（如癲癇發(fā)作期的電-血氧響應關系）。同時，核磁兼容的近紅外能夠在fMRI掃描期間同步獲取血流變化（如HbO/HbR濃度），彌補fMRI血氧信號（BOLD）的時間延遲問題，提升腦功能動態(tài)追蹤能力。

英智便攜式和臺式近紅外系統(tǒng)都可以提供兼容 MRI 模塊，有足夠長的光纖和MRI兼容的光電系統(tǒng)，可在MRI環(huán)境中無縫安裝。

應用

1.神經血管耦合研究

利用fNIRS測量的血流動力學變化與fMRI測量的BOLD信號結合，研究神經血管耦合機制。

2.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合

結合fNIRS的空間分辨率和fMRI的時間分辨率，提供更全面的大腦功能和結構信息。

3.功能性腦區(qū)定位

在神經外科手術中，使用fNIRS監(jiān)測關鍵腦區(qū)的血氧水平變化，輔助手術決策。

4.認知任務的神經機制

研究特定認知任務（如工作記憶、注意力、語言處理）的神經機制，通過fNIRS和fMRI數(shù)據(jù)融合揭示大腦活動模式。

5.精神疾病的診斷與治療

利用fNIRS和fMRI數(shù)據(jù)，研究精神疾病（如抑郁癥、焦慮癥）的神經基礎，評估治療效果。

6.兒童與老年人腦功能研究

研究兒童認知發(fā)展和老年人認知衰退的神經機制，為早期干預提供依據(jù)。

(六) 腦電與近紅外、核磁結合

腦電（EEG）、近紅外光譜（fNIRS）與核磁共振（fMRI）的多模態(tài)研究通過整合神經電活動、血氧代謝和腦結構信息，為揭示腦功能機制提供了多維視角。EEG以毫秒級時間分辨率捕捉神經元電信號（如事件相關電位、神經振蕩），但空間定位模糊；fMRI憑借毫米級空間精度呈現(xiàn)腦區(qū)激活與結構細節(jié)，但時間分辨率受限于血氧動力學的延遲；fNIRS則折中兩者，以秒級時間、厘米級空間分辨率實時監(jiān)測皮層血氧變化，且抗運動干擾性強。三者結合形成“電生理-代謝-結構”的全息觀測網(wǎng)絡，突破單一技術的時空局限。

在腦電與近紅外結合的基礎上，使用核磁兼容的MR PLUS設備和核磁兼容的光源和探測器，即能達到核磁兼容的標準。

BrainAmp MR plus放大器可直接放置于MRI磁體內進行同步EEG/fMRI采集，整合功能磁共振成像系統(tǒng)（fMRI）,研究心理活動在腦功能區(qū)的定位，并可用于EEG實驗室進行EEG/TMS，EEG/ERP研究和BCI應用。

應用

1.多模態(tài)成像

結合EEG、fMRI和fNIRS技術，可以同時獲得大腦結構、功能和血流動力學信息，為研究大腦功能提供更全面的視角。

2.神經機制研究

通過結合EEG、fMRI和fNIRS技術，可以更深入地了解神經活動和神經血管耦合機制，從而揭示大腦活動的神經機制。

3.臨床應用

EEG-fMRI-fNIRS技術在臨床診斷和治療中具有潛在的應用價值，有助于提高診斷準確性和治療效果。

(七) 腦電與近紅外、TMS結合

在腦電與近紅外結合的基礎上，使用TMS兼容的腦電帽、腦電電極和近紅外光源及探測器，就能達到在TMS刺激下的腦電與近紅外數(shù)據(jù)采集和研究。英智提供了完整的TMS解決方案，包括探頭穩(wěn)定裝置和固定帽，使信號更加的穩(wěn)定。

應用

1.神經可塑性研究

例如語言康復的神經重塑，可將三者進行結合用于干預腦卒中后失語癥。

2.精神疾病的因果機制探究和個性化干預

例如，TMS+EEG可實現(xiàn)抑郁癥的閉環(huán)神經調控，結合fNIRS可以顯示靶區(qū)HbO?的響應情況，選擇合適的靶點。

3.意識障礙的評估

例如TMS+EEG可進行意識障礙標志物的提取，結合fNIRS可對意識障礙進行輔助診斷。