便携式 fNIRS 成像提供了研究的能力, 在实验室以外的大脑功能和发展, 在以前无法进入的设置或与理解的人口。认知神经科学领域的许多知识来源于在大学或医院实验室进行的影像学研究, 主要是在西方国家。根据设计, 这有助于在研究中很少提到的问题: 大部分是已知的大脑是基于研究与参与者为他们的实验室设置在 (主要) 西方国家是容易接近的。这是, 大多数神经影像学研究的参与者谁住在合理接近的神经影像实验室, 并有时间和资源, 参与研究的必要。作为一个学科, 认知神经科学的目的是了解大脑和影响其发展的因素, 包括儿童的环境和他们的早期生活经历的强大影响^1,2,3。方法, 以提高领域的能力, 研究发展, 在更广泛的人类经验, 可以大大提高理解的复杂关系之间的大脑发展和生活经验, 塑造它。

本文提出了一种用于野外神经影像的方案, 该协议是为在撒哈拉以南非洲地区, 特别是在科特迪瓦南部地区使用而开发的。这一领域的神经影像研究计划的目的是了解儿童的阅读发展在一个高风险的文盲环境。科特迪瓦的青年 (15-24 岁) 识字率为 53%, 尽管93% 小学入学率为⁴。科特迪瓦是世界上可可的主要来源, 在可可农业部门估计有130万童工, 有⁵。然而, 关于童工对大脑发育和学习的影响, 特别是学习阅读, 人们知之甚少。应用认知神经科学的最新工具,即便携式影像学方法, 可以对儿童的学习结果产生宝贵的洞察力。例如, 与 fNIRS 的现场神经影像学可以允许确定在哪些目标的教育方案或干预可能对儿童的学习结果的最大影响。

fNIRS 神经影像非常适合野外研究。类似于功能性磁共振成像 (fMRI), fNIRS 测量大脑的血流动力学反应⁶。然而, fNIRS 使用一系列的发光 optodes 和光探测器, 而不是产生电磁场。在测试区或附近没有对金属的限制, 也没有必要的电屏蔽, 如脑电图 (eeg) 的情况。fNIRS 的一个主要优点是它的可移植性 (即,某些系统可能适合于手提箱) 和易用性。fNIRS 也易于与儿童一起使用;这个孩子在实验中舒适地坐在椅子上, 而 fNIRS 系统比 fMRI 更能容忍运动。与 fmri 相比, fNIRS 也提供了单独的措施, 氧 (评论) 和氧合血红蛋白 (HbO) 在录音, 与 fmri, 产生一个联合的血氧浓度密度 (大胆) 措施。fNIRS 有优越的时间分辨率功能磁共振成像: 采样率可以在7-15 赫兹之间变化. fNIRS 具有良好的空间分辨率: fNIRS 在人类皮层中的记录深度小于 fmri, 测量深度约3至4厘米, 非常适合研究皮质功能, 特别是与婴儿和儿童谁比成人更薄的头骨^3,7,8,9,10。

该领域的神经影像协议概述了旅行和建立一个便携式神经影像实验室在低资源环境下的考虑。该议定书还强调了与当地科学伙伴进行有意义的长期合作的基本性质, 以及这种方法为建立当地科学能力提供了何种途径。从语言、阅读和认知任务的电池中收集和分析 fNIRS 脑数据的神经影像协议, 包括为成像研究创建符合文化需要的知情同意程序的建议。虽然该议定书是为在科特迪瓦农村的小学生进行认知发展研究而设计的, 但该议定书对于在具有挑战性、资源低的环境中进行的任何现场神经成像研究都非常相关, 而且可以适应于新上下文.