腦成像技術(shù)為認知神經(jīng)科學提供了探索大腦的有力工具。基于成熟的腦成像技術(shù)，已有大量研究證實特定皮層的激活與認知過程密切相關(guān)。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(guān)性計算無法揭示信息在腦區(qū)間的傳播過程，且其相關(guān)性結(jié)果無法直接解讀為因果關(guān)系。認知神經(jīng)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(jié)合，意在使用不同的腦功能成像技術(shù)以及神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，結(jié)合不同技術(shù)優(yōu)點進行更深入研究。主要包括以下多模態(tài)結(jié)合方案：

(一) 腦電與近紅外的結(jié)合

腦電和近紅外在相同的神經(jīng)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(jié)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(jié)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(jīng)機制研究

二者結(jié)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(jīng)機制。

2.腦機接口BCI

EEG和fNIRS的結(jié)合為BCI提供了更豐富的神經(jīng)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(lǐng)域的應用。

3.運動訓練與康復

在運動訓練中，EEG-fNIRS結(jié)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(jié)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(jīng)血管耦合反應，輔助評估治療效果。

(二) 腦電與經(jīng)顱磁刺激結(jié)合

1.腦電與經(jīng)顱磁刺激結(jié)合

經(jīng)顱磁刺激同步腦電圖（TMS-EEG）技術(shù)是通過TMS非侵入性地激活大腦特定區(qū)域，并結(jié)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(jīng)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)的技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合了TMS對腦區(qū)精準定位的空間優(yōu)勢與EEG對神經(jīng)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(diào)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(luò)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(jīng)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(jīng)科學研究提供主動干預手段，結(jié)合腦電技術(shù)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(diào)控

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

4.神經(jīng)反饋

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

推薦方案：

BP腦電/EB腦電與TMS結(jié)合

(三) 腦電與核磁結(jié)合

fMRI測量的是與神經(jīng)活動血流動力學變化相關(guān)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(jié)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(guān)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(guān)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(nèi)享有盛譽。

應用

1.認知功能研究

EEG-fMRI技術(shù)可以用來研究大腦在執(zhí)行復雜認知任務(wù)時的活動模式，揭示不同認知過程的神經(jīng)基礎(chǔ)。例如，通過EEG-fMRI技術(shù)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(guān)系等問題。

2.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析

EEG-fMRI結(jié)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(luò)的動態(tài)變化，了解大腦區(qū)域之間的相互作用。

3.神經(jīng)藥理學研究

EEG-fMRI技術(shù)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(jīng)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(jié)合

fNIRS是一種非侵入性腦成像技術(shù)，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(jīng)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(jīng)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(jié)合可以直接探測腦區(qū)域活動和聯(lián)結(jié)。除此之外，近紅外是光學信號，在進行TMS時并不會產(chǎn)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(jīng)調(diào)控效果的量化評估

fNIRS與TMS的聯(lián)合應用可為經(jīng)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(jīng)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(jīng)回路中的神經(jīng)元相互作用，增強神經(jīng)元重組過程。

2.神經(jīng)康復

fNIRS-TMS技術(shù)在神經(jīng)康復領(lǐng)域?qū)Ω深A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(jīng)調(diào)控相關(guān)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(jīng)認知增強

fNIRS-TMS技術(shù)結(jié)合有可能為認知增強、神經(jīng)康復和技能學習領(lǐng)域的精確和有針對性的干預提供理論基礎(chǔ)，從而推動神經(jīng)康復和神經(jīng)認知增強中精確神經(jīng)調(diào)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(jié)合，實現(xiàn)“結(jié)構(gòu)-代謝”跨尺度分析，尤其適合研究神經(jīng)血管耦合機制（如癲癇發(fā)作期的電-血氧響應關(guān)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(jīng)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(jié)合，研究神經(jīng)血管耦合機制。

2.多模態(tài)數(shù)據(jù)融合

結(jié)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(jié)構(gòu)信息。

3.功能性腦區(qū)定位

在神經(jīng)外科手術(shù)中，使用fNIRS監(jiān)測關(guān)鍵腦區(qū)的血氧水平變化，輔助手術(shù)決策。

4.認知任務(wù)的神經(jīng)機制

研究特定認知任務(wù)（如工作記憶、注意力、語言處理）的神經(jīng)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(jīng)基礎(chǔ)，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(jīng)機制，為早期干預提供依據(jù)。

(六) 腦電與近紅外、核磁結(jié)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(jīng)電活動、血氧代謝和腦結(jié)構(gòu)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(jīng)元電信號（如事件相關(guān)電位、神經(jīng)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(jié)構(gòu)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(jié)合形成“電生理-代謝-結(jié)構(gòu)”的全息觀測網(wǎng)絡(luò)，突破單一技術(shù)的時空局限。

在腦電與近紅外結(jié)合的基礎(chǔ)上，使用核磁兼容的MR PLUS設(shè)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(nèi)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(jié)合EEG、fMRI和fNIRS技術(shù)，可以同時獲得大腦結(jié)構(gòu)、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(jīng)機制研究

通過結(jié)合EEG、fMRI和fNIRS技術(shù)，可以更深入地了解神經(jīng)活動和神經(jīng)血管耦合機制，從而揭示大腦活動的神經(jīng)機制。

3.臨床應用

EEG-fMRI-fNIRS技術(shù)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(jié)合

在腦電與近紅外結(jié)合的基礎(chǔ)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(jīng)可塑性研究

例如語言康復的神經(jīng)重塑，可將三者進行結(jié)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(jīng)調(diào)控，結(jié)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(jié)合fNIRS可對意識障礙進行輔助診斷。