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06-17
我们每天都用大脑来思考，但是人脑是复杂、精密、非常神秘的，所以我们对它还知之甚少。
但多年来脑成像技术的发展，让科学家们在研究人脑如何运作方面取得了新的进展。
美国神经技术初创公司 Kernel 的研究人员开发了一款名为“Kernel Flow”的可穿戴设备。
这种头盔式设备采用 TD-fNIRS（时域功能近红外光谱）技术。
记录局部血氧变化以测量大脑活动。
▲图片来自：Kernel 大多数非侵入性大脑扫描系统都采用 fNIRS（连续波近红外光谱）技术，该技术利用近红外光谱中的光来测量大脑中循环的血液中血红蛋白吸收光的变化。
TD-fNIR 被认为是非侵入性光学脑成像设备的黄金标准，并不是一项新技术。
但成本高、复杂、尺寸大、采样频率低等问题限制了其应用。
▲ 图片来自：KernelKernel Flow 由 52 个模块组成。
这些模块分布在四个区域，覆盖额叶、顶叶、颞叶和枕叶皮质。
每个模块包含一个探测器和一个激光源。
光源可以发射nm和nm两种不同波长的激光，通过头皮到达大脑。
▲ 图片来自：Kernel 激光源周围有六个六边形排列的探测器，每个探测器与光源的距离为 10 mm。
探测器拾取反射光并记录光子的到达时间，每秒可以探测到超过十亿个光子。
探测器以整个系统 7.1 Hz 的采样率将探测到的光子到达时间记录为直方图。
这些探测器专为高光子计数率而设计，针对漫射光学断层扫描中的 ToF 测量进行了优化，处理速度超过 1 × 10 9 /s。
▲ 图片来自：SPIE.DIGITALLIBRARY 在 Kernel 进行的神经科学测试中，参与的两名志愿者在进行手指敲击任务时，运动皮层上的通道出现了明显的血流动力学变化。
此外，Kernel Flow 的 TD-fNIR 系统使用高采样率识别出一名志愿者前额通道中的心跳振荡。
▲志愿者测试数据，图片来自：SPIE.DIGITALLIBRARY 除了这些测试之外，Kernel 还计划利用 Flow 进行多项不同目标的研究。
例如，利用大脑图像来理解情绪、氯胺酮等致幻药物的副作用以及注意力持续时间的研究。
不过，Kernel 研究人员表示，这项技术目前存在一定的局限性，比如头发质地和皮肤类型会影响大脑成像的结果。
▲ 图片来自：Twitter 但目前这款设备重量仅为 2.2 公斤，由小型激光驱动器、定制集成电路和专用探测器构建而成，性能与桌面系统相似。
虽然商业可行性还有待观察，但我们可能很快就能像测量心率一样测量大脑功能。
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