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基于在体影像的神经科学研究人员利用磁共振成像技术(MRI),对人脑的功能活动已经取得了系列研究成果。同时,为了更清晰准确的阐述人脑神经元活动与血氧响应之间的关系,通过神经影像技术实现神经血管耦合检测成为重要的研究课题。然而,由于时间-空间分辨率的巨大差异,以及电磁信号之间的相互干扰,以致脑电和磁共振技术不能很好的相互融合,也使得脑电活动和血氧响应的耦合研究止步不前。

鉴于上述脑神经血管耦合研究的瓶颈问题,我们提出了光电同步脑活动检测的技术设想,拟分别采用脑电技术和功能近红外光成像技术(fNIRS),同步检测大脑的神经元放电活动和血氧消耗水平。这两种信号检测技术在时间和空间上都处在同一水平,而利用时钟同步触发的同步采集技术将实现这两种信号的完全同步,避免了信号之间的配准等问题。

该项目于2012年10月份正式启动,获得科技部国家重大科学仪器设备开发专项资助。

目前我们已经完成了基本原理系统的研发。硬件方面,我们完成了近红外光调制和稳定发射电路,具体包括调制信号发生电路、光源驱动电路、光源与光纤耦合系统以及适用于近红外设备的光纤系统,以及微弱光信号的检测、调制、光电转换以及通过USB往上位机上的信号传输。同时我们对血氧检测子模块进行了实际测试,利用一个典型的手臂血流限制的检测实验,通过勒住手臂以及放开,我们分别检测了血氧的变化,该结果与已有的发表的结果完全一致,说明了我们结果的稳定性和有效性。

软件方面,我们已经搭建了基本的开发环境和项目管理环境,是一个集成Redmine和git的项目管理和文档/程序管理的系统,所有关于项目的任务分配、进展管理、文档/程序版本控制,以及bug提交,都将由此系统集中管理。

目前,我们已经完成了NEG数据格式的制定,并生成了一套测试数据,供所有的开发单位测试使用。数据预程序开发已经进入进入实质阶段。