Functional near-infrared spectroscopy
কার্যকরী নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (এফএনআইআরএস) একটি অপটিক্যাল মস্তিষ্ক পর্যবেক্ষণ কৌশল যা কার্যকরী নিউরোইমেজিংয়ের উদ্দেশ্যে নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি ব্যবহার করে। এফ. এন. আই. আর. এস ব্যবহার করে, স্নায়বিক ক্রিয়াকলাপের প্রতিক্রিয়ায় ঘটে যাওয়া কর্টিকাল হেমোডাইনামিক ক্রিয়াকলাপ অনুমান করতে নিকট-ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে মস্তিষ্কের ক্রিয়াকলাপ পরিমাপ করা হয়। ই. ই. জি-র পাশাপাশি, এফ. এন. আই. আর. এস হল সবচেয়ে সাধারণ অ-আক্রমণাত্মক নিউরোইমেজিং কৌশলগুলির মধ্যে একটি যা বহনযোগ্য প্রসঙ্গে ব্যবহার করা যেতে পারে। সংকেতটি প্রায়শই এফএমআরআই দ্বারা পরিমাপ করা বোল্ড সংকেতের সাথে তুলনা করা হয় এবং অক্সি-এবং ডিঅক্সিহিমোগ্লোবিন ঘনত্ব উভয়ের পরিবর্তন পরিমাপ করতে সক্ষম, তবে শুধুমাত্র কর্টিকাল পৃষ্ঠের কাছাকাছি অঞ্চল থেকে পরিমাপ করতে পারে। এফএনআইআরএসকে অপটিক্যাল টপোগ্রাফি (ওটি) হিসাবেও উল্লেখ করা যেতে পারে এবং কখনও কখনও কেবল এনআইআরএস হিসাবেও উল্লেখ করা হয়। বিবরণ এফ. এন. আই. আর. এস নিকটবর্তী ইনফ্রারেড আলোর শোষণের পরিবর্তন থেকে হিমোগ্লোবিনের ঘনত্ব অনুমান করে। যখন আলো মাথার মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় বা প্রসারিত হয়, এটি পর্যায়ক্রমে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকে বা যে টিস্যু দিয়ে এটি ভ্রমণ করে তার দ্বারা শোষিত হয়। যেহেতু হিমোগ্লোবিন নিকট-ইনফ্রারেড আলোর একটি উল্লেখযোগ্য শোষক, তাই হিমোগ্লোবিনের ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি নির্ভরযোগ্যভাবে পরিমাপ করতে শোষিত আলোর পরিবর্তনগুলি ব্যবহার করা যেতে পারে। বিভিন্ন এফ. এন. আই. আর. এস কৌশলগুলি রক্তের আয়তন এবং অক্সিজেনেশন অনুমান করার জন্য আলোর প্রচারের পদ্ধতিও ব্যবহার করতে পারে। কৌশলটি নিরাপদ, আক্রমণাত্মক নয় এবং অন্যান্য ইমেজিং পদ্ধতির সাথে ব্যবহার করা যেতে পারে। এফ. এন. আই. আর. এস হল একটি অ-আক্রমণাত্মক ইমেজিং পদ্ধতি যা নিকটবর্তী ইনফ্রারেড (এন. আই. আর) আলোর ক্ষয় বা সাময়িক বা ফ্যাসিক পরিবর্তনের পরিমাপ থেকে সমাধান করা ক্রোমোফোর ঘনত্বের পরিমাণ নির্ধারণের সাথে জড়িত। কৌশলটি অপটিক্যাল উইন্ডোর সুবিধা নেয় যেখানে (ক) ত্বক, টিস্যু এবং হাড় বেশিরভাগ এনআইআর আলোতে স্বচ্ছ (700-900 এনএম বর্ণালী ব্যবধান) এবং (খ) হিমোগ্লোবিন (এইচবি) এবং ডিঅক্সিজেনেটেড-হিমোগ্লোবিন (ডিঅক্সি-এইচবি) আলোর শক্তিশালী শোষক। ইনফ্রারেড আলোর মস্তিষ্কের টিস্যুর সাথে মিথস্ক্রিয়া করার জন্য ছয়টি ভিন্ন উপায় রয়েছেঃ সরাসরি সংক্রমণ, বিচ্ছুরিত সংক্রমণ, স্পেকুলার প্রতিফলন, বিচ্ছুরিত প্রতিফলন, বিচ্ছুরিতকরণ এবং শোষণ। এফ. এন. আই. আর. এস প্রাথমিকভাবে শোষণের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেঃ ডিঅক্সি-এইচ. বি এবং অক্সি-এইচ. বি-এর শোষণ বর্ণালীর পার্থক্য একাধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলোর ক্ষয়করণ ব্যবহারের মাধ্যমে হিমোগ্লোবিনের ঘনত্বের আপেক্ষিক পরিবর্তনের পরিমাপের অনুমতি দেয়। দুই বা ততোধিক তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচন করা হয়, যার একটি তরঙ্গদৈর্ঘ্য 810 এনএম-এর আইসোসবেস্টিক বিন্দুর উপরে এবং একটি নীচে থাকে-যেখানে ডিঅক্সি-এইচবি এবং অক্সি-এইচবি-র অভিন্ন শোষণ সহগ রয়েছে। পরিবর্তিত বিয়ার-ল্যামবার্ট আইন (এমবিএলএল) ব্যবহার করে, ঘনত্বের আপেক্ষিক পরিবর্তনগুলি মোট ফোটন পথের দৈর্ঘ্যের একটি ফাংশন হিসাবে গণনা করা যেতে পারে। সাধারণত, আলোর নির্গমনকারী এবং আবিষ্কারক বস্তুর মাথার খুলিতে ইপ্সিল্যাটারালি (প্রতিটি নির্গমনকারী/আবিষ্কারক জোড়া একই দিকে) স্থাপন করা হয় যাতে রেকর্ড করা পরিমাপগুলি উপবৃত্তাকার পথ অনুসরণ করে ব্যাক-বিক্ষিপ্ত (প্রতিফলিত) আলোর কারণে হয়। এফএনআইআরএস হেমোডাইনামিক পরিবর্তনের প্রতি সবচেয়ে সংবেদনশীল যা মাথার ত্বকের কাছাকাছি ঘটে এবং এই বাহ্যিক নিদর্শনগুলি প্রায়শই আলোর উৎসের কাছাকাছি অবস্থিত অতিরিক্ত লাইট ডিটেক্টর (শর্ট-সেপারেশন ডিটেক্টর) ব্যবহার করে সমাধান করা হয়। পরিবর্তিত বিয়ার-ল্যামবার্ট আইন আলোর তীব্রতার পরিবর্তনগুলি পরিবর্তিত বিয়ার-ল্যামবার্ট আইনের (এম. বি. এল. এল) মাধ্যমে হিমোগ্লোবিনের আপেক্ষিক ঘনত্বের পরিবর্তনের সাথে সম্পর্কিত হতে পারে। বিয়ার ল্যামবার্ট-ল-কে হিমোগ্লোবিনের ঘনত্ব নিয়ে কাজ করতে হয়। এই কৌশলটি আলোর ক্ষয়করণের আপেক্ষিক পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করার পাশাপাশি হিমোগ্লোবিনের ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করতে এম. বি. এল. এল ব্যবহার করে। 1977 সালে, জবসিস রিপোর্ট করেছিলেন যে এনআইআর আলোতে মস্তিষ্কের টিস্যু স্বচ্ছতা ট্রান্সিলুমিনেশন ব্যবহার করে টিস্যু অক্সিজেন স্যাচুরেশনের একটি অ-আক্রমণাত্মক এবং অবিচ্ছিন্ন পদ্ধতির অনুমতি দেয়। হালকা ক্ষয়প্রাপ্তির কারণে প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে ট্রান্সিল্যুমিনেশন (ফরওয়ার্ড-স্ক্যাটারিং) সীমিত উপযোগের ছিল এবং দ্রুত প্রতিফলন-মোড ভিত্তিক কৌশল দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছিল-যার ফলে এনআইআরএস সিস্টেমগুলি দ্রুত এগিয়ে চলেছে। তারপর, 1985 সালের মধ্যে, এম. ফেরারি মস্তিষ্কের অক্সিজেনকরণের উপর প্রথম গবেষণা পরিচালনা করেন। পরে, 1989 সালে, ইউনিভার্সিটি কলেজ লন্ডনে ডেভিড ডেলপির সাথে কাজ করার পরে, হামামাতসু প্রথম বাণিজ্যিক এনআইআরএস সিস্টেম তৈরি করেনঃ এনআইআর-1000 সেরিব্রাল অক্সিজেনশন মনিটর। 1990-এর দশকে সেরিব্রাল অক্সিমেট্রি-র জন্য প্রাথমিকভাবে এনআইআরএস পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়েছিল। 1993 সালে, চান্স এট আল-এর চারটি প্রকাশনা। পিএনএএস, হোশি এবং তামুরা জে অ্যাপল ফিজিওল, কাটো এবং অন্যান্যরা। জে. সি. বি. এফ. এম, ভিলিঙ্গার এবং অন্যান্য নিউরোস। যাক। প্রাপ্তবয়স্ক মানুষের মধ্যে এফ. এন. আই. আর. এস-এর সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করে। র্যান্ডাল বার্বার, ব্রিটন চান্স, আর্নো ভিলরিঙ্গার, এম. কোপ, ডি. টি. ডেলপি, এনরিকো গ্র্যাটন এবং অন্যান্যদের কাজের মাধ্যমে এনআইআরএস কৌশলগুলি আরও প্রসারিত হয়েছিল। বর্তমানে পরিধানযোগ্য এফএনআইআরএস তৈরি করা হচ্ছে। এদিকে, 80-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে, হিটাচি লিমিটেডের কেন্দ্রীয় গবেষণা পরীক্ষাগারের জাপানি গবেষকরা 70-পিকোসেকেন্ড রশ্মির স্পন্দন ব্যবহার করে একটি এনআইআরএস-ভিত্তিক মস্তিষ্ক পর্যবেক্ষণ ব্যবস্থা তৈরি করতে শুরু করেন। এই প্রচেষ্টাটি প্রকাশ্যে আসে যখন দলটি তাদের শীর্ষস্থানীয় বিশেষজ্ঞ ডাঃ হিদেকি কোইজুমির সাথে 1995 সালের জানুয়ারিতে "অপটিক্যাল টপোগ্রাফি" নীতি ঘোষণা করার জন্য একটি উন্মুক্ত সিম্পোজিয়ামের আয়োজন করে। প্রকৃতপক্ষে, "অপটিক্যাল টপোগ্রাফি" শব্দটি "1-মাত্রিক তথ্যের সাথে মিলিত 2-মাত্রিক ম্যাপিং" বা টপোগ্রাফির উপর আলো ব্যবহার করার ধারণা থেকে উদ্ভূত হয়েছে। 2001 সালে ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেনের উপর ভিত্তি করে তাদের প্রথম এফএনআইআরএস (বা অপটিক্যাল টপোগ্রাফি, যেমন তারা এটিকে ডাকে) ডিভাইস চালু করার ক্ষেত্রে এই ধারণাটি সফলভাবে বাস্তবায়িত হয়েছিলঃ হিটাচি ইটিজি-100। পরে, হারুমি ওইশি, নাগোয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের পিএইচডি-টু-বি, 2003 সালে অধ্যাপক তোরু কিনোশিতার তত্ত্বাবধানে "ভাষা শিক্ষার্থীদের কর্টিকাল অ্যাক্টিভেশন প্যাটার্নগুলি ইটিজি-100 দ্বারা পরিমাপ করা" বিষয় নিয়ে তার ডক্টরাল গবেষণামূলক প্রবন্ধ প্রকাশ করেন-যা এফএনআইআরএস ব্যবহারের উপর একটি নতুন সম্ভাবনা উপস্থাপন করে। কোম্পানিটি তখন থেকেই ইটিজি সিরিজকে এগিয়ে নিয়ে যাচ্ছে। স্পেকট্রোস্কোপিক কৌশল বর্তমানে, এফএনআইআর স্পেকট্রোস্কোপির তিনটি পদ্ধতি রয়েছেঃ ক্রমাগত তরঙ্গ 2। ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইন 3। টাইম-ডোমেইন কন্টিনিউয়াস ওয়েভ (সিডব্লিউ) সিস্টেম ধ্রুবক ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততা সহ আলোর উৎস ব্যবহার করে। প্রকৃতপক্ষে, এম. বি. এল. এল-এর সাথে এইচ. বি. ও ঘনত্বের পরম পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করতে, আমাদের ফোটন পথ-দৈর্ঘ্য জানতে হবে। যাইহোক, সিডব্লিউ-এফএনআইআরএস ফোটন পথ-দৈর্ঘ্য সম্পর্কে কোনও জ্ঞান প্রদান করে না, তাই এইচবিও ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি একটি অজানা পথ-দৈর্ঘ্যের সাথে সম্পর্কিত। অনেক সি. ডব্লিউ-এফ. এন. আই. আর. এস বাণিজ্যিক ব্যবস্থা হিমোগ্লোবিনের ঘনত্বের আনুমানিক পরম পরিমাণ নির্ধারণের জন্য কম্পিউটারাইজড মন্টে-কার্লো সিমুলেশন এবং শারীরিক মডেল থেকে প্রাপ্ত ফোটন পথ-দৈর্ঘ্যের অনুমান ব্যবহার করে। যেখানে আলোকীয় ঘনত্ব বা ক্ষয়, নির্গত আলোর তীব্রতা, আলোর তীব্রতা পরিমাপ করা হয়, ক্ষয় সহগ, ক্রোমোফোমোর ঘনত্ব, উৎস এবং ডিটেক্টরের মধ্যে দূরত্ব এবং ডিফারেনশিয়াল পাথ দৈর্ঘ্যের ফ্যাক্টর, এবং বিচ্ছুরণের সাথে যুক্ত একটি জ্যামিতিক ফ্যাক্টর। যখন ক্ষয়কারী সহগগুলি জানা যায়, ধ্রুবক বিচ্ছুরণ ক্ষতি অনুমান করা হয়, এবং পরিমাপগুলি সময়ের সাথে আলাদাভাবে চিকিত্সা করা হয়, সমীকরণটি হ্রাস পায়ঃ মোট সংশোধন করা ফোটন পথ-দৈর্ঘ্য কোথায়। দ্বৈত তরঙ্গদৈর্ঘ্য পদ্ধতি ব্যবহার করে, এইচবিও2 এবং এইচবি-র পরিমাপ ম্যাট্রিক্স সমীকরণ থেকে সমাধান করা যেতে পারেঃ তাদের সরলতা এবং ব্যয়-কার্যকারিতার কারণে, সিডব্লিউ-এফএনআইআরএস কার্যকরী এনআইআরএস-এর সবচেয়ে সাধারণ রূপ কারণ এটি তৈরি করা সবচেয়ে সস্তা, আরও চ্যানেলের সাথে প্রযোজ্য এবং একটি উচ্চ সাময়িক রেজোলিউশন নিশ্চিত করে। যাইহোক, এটি শোষণ এবং বিচ্ছুরণ পরিবর্তনের মধ্যে পার্থক্য করে না, এবং পরম শোষণ মানগুলি পরিমাপ করতে পারে নাঃ যার অর্থ এটি শুধুমাত্র এইচবিও ঘনত্বের আপেক্ষিক পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল। তবুও, সিডব্লিউ-ভিত্তিক যন্ত্রগুলির সরলতা এবং ব্যয়-কার্যকারিতা বেশ কয়েকটি ক্লিনিকাল প্রয়োগের জন্য নিজেদের সবচেয়ে অনুকূল বলে প্রমাণ করেঃ নবজাতকের যত্ন, রোগী পর্যবেক্ষণ ব্যবস্থা, বিচ্ছুরিত অপটিক্যাল টমোগ্রাফি ইত্যাদি। উপরন্তু, তার বহনযোগ্যতার জন্য ধন্যবাদ, ওয়্যারলেস সিডব্লিউ সিস্টেমগুলি তৈরি করা হয়েছে-যা অ্যাম্বুলেটরি, ক্লিনিকাল এবং ক্রীড়া পরিবেশে ব্যক্তিদের পর্যবেক্ষণ করার অনুমতি দেয়। ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইন ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইন (এফডি) সিস্টেমে এনআইআর লেজার উৎস রয়েছে যা 100 মেগাহার্টজের কাছাকাছি ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি প্রশস্ততা-নিয়ন্ত্রিত সাইনোসয়েড সরবরাহ করে। এফ. ডি-এফ. এন. আই. আর. এস ক্ষয়, পর্যায় পরিবর্তন এবং টিস্যুর মধ্য দিয়ে আলোর গড় পথের দৈর্ঘ্য পরিমাপ করে। বহু-দূরত্ব, যা এফ. ডি-এফ. এন. আই. আর. এস-এর একটি অংশ, ত্বকের রঙের পার্থক্যের প্রতি সংবেদনশীল নয়-বিষয়ের বৈচিত্র্য নির্বিশেষে ধ্রুবক ফলাফল দেয়। ব্যাক-স্ক্যাটারড সিগন্যালের প্রশস্ততা এবং পর্যায়ে পরিবর্তনগুলি টিস্যুর শোষণ এবং বিচ্ছুরণ সহগের একটি সরাসরি পরিমাপ প্রদান করে, এইভাবে ফোটন পথ-দৈর্ঘ্য সম্পর্কে তথ্যের প্রয়োজনীয়তা দূর করে; এবং সহগগুলি থেকে আমরা হেমোডাইনামিক পরামিতিগুলির ঘনত্বের পরিবর্তনগুলি নির্ধারণ করি। মড্যুলেটেড লেজারের পাশাপাশি ফ্যাসিক পরিমাপের প্রয়োজনের কারণে, এফডি সিস্টেম-ভিত্তিক যন্ত্রগুলি সিডব্লিউ-ভিত্তিক যন্ত্রগুলির তুলনায় প্রযুক্তিগতভাবে আরও জটিল (তাই আরও ব্যয়বহুল এবং অনেক কম বহনযোগ্য)। তবে, এই ব্যবস্থাটি এইচ. বি. ও এবং এইচ. বি. আর-এর পরম ঘনত্ব প্রদান করতে সক্ষম। টাইম ডোমেইন টাইম ডোমেইন (টিডি) সিস্টেম একটি সংক্ষিপ্ত এনআইআর পালস প্রবর্তন করে যার পালস দৈর্ঘ্য সাধারণত পিকোসেকেন্ডের ক্রমে-প্রায় 70 পিএস। ফ্লাইটের সময় পরিমাপের মাধ্যমে, ফোটন পথের দৈর্ঘ্য সরাসরি আলোর গতিবেগ দ্বারা সমাধান করা সময়কে ভাগ করে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। হেমোডাইনামিক পরিবর্তন সম্পর্কে তথ্য ব্যাক-স্ক্যাটার সিগন্যালের ক্ষয়, ক্ষয় এবং টাইম প্রোফাইলে পাওয়া যায়। এর জন্য ফোটন-গণনা প্রযুক্তি চালু করা হয়েছে, যা রৈখিকতা বজায় রাখতে প্রতি 100টি পালসের জন্য 1টি ফোটন গণনা করে। টিডি-এফএনআইআরএস-এর একটি ধীর নমুনা নেওয়ার হারের পাশাপাশি সীমিত সংখ্যক তরঙ্গদৈর্ঘ্য রয়েছে। একটি ফোটন-গণনা যন্ত্র, উচ্চ-গতির সনাক্তকরণ এবং উচ্চ-গতির নির্গমনকারীগুলির প্রয়োজনের কারণে, সময়-সমাধান পদ্ধতিগুলি সবচেয়ে ব্যয়বহুল এবং প্রযুক্তিগতভাবে জটিল। টিডি-ভিত্তিক যন্ত্রগুলি সম্পূর্ণ অচল, স্থান-ব্যয়কারী, তৈরি করা সবচেয়ে কঠিন, সবচেয়ে ব্যয়বহুল, সবচেয়ে বড় এবং সবচেয়ে ভারী। তবুও, তাদের সর্বোচ্চ গভীরতার সংবেদনশীলতা রয়েছে এবং বেসলাইন হিমোগ্লোবিনের ঘনত্ব এবং অক্সিজেনেশনের সবচেয়ে সঠিক মান উপস্থাপন করতে সক্ষম। ডিফ্যুজ কোরিলেশন স্পেকট্রোস্কোপি (ডিসিএস) একটি নন-ইনভেসিভ অপটিক্যাল ইমেজিং কৌশল যা চলমান লোহিত রক্তকণিকার গতিশীল বিচ্ছুরণ দ্বারা উত্পন্ন সাময়িক আলোর তীব্রতার ওঠানামা পরিমাপ করে স্থানীয় মাইক্রোভাসকুলার সেরিব্রাল রক্ত প্রবাহ পরিমাপ করতে সুসঙ্গত নিকট-ইনফ্রারেড আলো ব্যবহার করে। গতিশীল কোষ থেকে এই গতিশীল বিচ্ছুরণ সনাক্ত করা তীব্রতার সাময়িকভাবে ওঠানামা ঘটায়। এই ওঠানামা একটি একক স্পেকলের সাময়িক তীব্রতা স্ব-সম্পর্ক বক্ররেখা দ্বারা পরিমাপ করা যেতে পারে। স্বয়ংক্রিয় সম্পর্ক বক্ররেখার ক্ষয় মস্তিষ্কের রক্ত প্রবাহের সূচক পেতে পারস্পরিক সম্পর্ক বিস্তার সমীকরণের সমাধানের সাথে লাগানো হয়। সিস্টেম ডিজাইন কমপক্ষে দুটি ওপেন-সোর্স এফএনআইআরএস মডেল অনলাইনে পাওয়া যায়ঃ http://www.opennirs.org https://openfnirs.org ডেটা বিশ্লেষণ সফ্টওয়্যার এইচওএমইআর3 এইচওএমইআর3 ব্যবহারকারীদের মস্তিষ্ক সক্রিয়করণের অনুমান এবং মানচিত্র পেতে দেয়। এটি এফ. এন. আই. আর. এস তথ্য বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত ম্যাটল্যাব স্ক্রিপ্টের একটি সেট। স্ক্রিপ্টগুলির এই সেটটি 1990-এর দশকের গোড়ার দিক থেকে ফোটন মাইগ্রেশন ইমেজিং টুলবক্স, তারপর হোমার 1 এবং হোমার 2 এবং এখন হোমার 3 হিসাবে বিকশিত হয়েছে। এনআইআরএস টুলবক্স এই টুলবক্সটি কার্যকরী নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি (এফএনআইআরএস) বিশ্লেষণের জন্য ম্যাটল্যাব-ভিত্তিক সরঞ্জামগুলির একটি সেট। এই টুলবক্সটি + নিরস নেমস্পেসকে সংজ্ঞায়িত করে এবং এতে এফএনআইআরএস তথ্যের সংকেত প্রক্রিয়াকরণ, প্রদর্শন এবং পরিসংখ্যানের জন্য একাধিক সরঞ্জাম অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই টুলবক্সটি ম্যাটল্যাব ক্লাস এবং নেমস্পেসের একটি অবজেক্ট-ওরিয়েন্টেড কাঠামোর চারপাশে নির্মিত। অ্যাটলাসভিউয়ার মস্তিষ্কের একটি মডেলে এফএনআইআরএস ডেটা দৃশ্যমান করার অনুমতি দেয়। উপরন্তু, এটি ব্যবহারকারীকে প্রোব ডিজাইন করার অনুমতি দেয় যা শেষ পর্যন্ত একটি বিষয়ের উপর স্থাপন করা যেতে পারে। মস্তিষ্ক-কম্পিউটার ইন্টারফেস এফএনআইআরএস মস্তিষ্ক-কম্পিউটার ইন্টারফেস সিস্টেমের জন্য একটি নিয়ন্ত্রণ সংকেত হিসাবে সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। হাইপোক্সিয়া এবং উচ্চতা অধ্যয়ন আমাদের ক্রমাগত অক্সিজেনের প্রয়োজনের সাথে সাথে, আমাদের শরীর একাধিক প্রক্রিয়া তৈরি করেছে যা অক্সিজেনের মাত্রা সনাক্ত করে, যা হাইপক্সিয়া প্রতিরোধে যথাযথ প্রতিক্রিয়া সক্রিয় করতে পারে এবং উচ্চতর অক্সিজেন সরবরাহ তৈরি করতে পারে। উপরন্তু, অক্সিজেনের অভাবে শারীরিক প্রতিক্রিয়ার অন্তর্নিহিত শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়াটি বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং এনআইআরএস যন্ত্রগুলি গবেষণার এই ক্ষেত্রে একটি দুর্দান্ত হাতিয়ার হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে। কার্যকরী সংযোগ গণনা করতে মস্তিষ্কের ম্যাপিং কার্যকরী সংযোগ এফএনআইআরএস পরিমাপ ব্যবহার করা যেতে পারে। মাল্টি-চ্যানেল এফ. এন. আই. আর. এস পরিমাপ স্নায়বিক সক্রিয়করণের একটি ভূসংস্থানিক মানচিত্র তৈরি করে, যার মাধ্যমে স্থানিকভাবে পৃথক ঘটনাগুলির মধ্যে সাময়িক সম্পর্ক বিশ্লেষণ করা যেতে পারে। কার্যকরী সংযোগ সাধারণত স্থানিকভাবে স্বতন্ত্র আগ্রহের অঞ্চলগুলির (আরওআই) হিমোডাইনামিক প্রতিক্রিয়াগুলির মধ্যে পারস্পরিক সম্পর্কের পরিপ্রেক্ষিতে মূল্যায়ন করা হয়। মস্তিষ্কের গবেষণায়, কার্যকরী সংযোগ পরিমাপ সাধারণত বিশ্রামের অবস্থার রোগীর তথ্যের পাশাপাশি উদ্দীপক দৃষ্টান্তের উপর রেকর্ড করা তথ্যের জন্য নেওয়া হয়। এফ. এম. আর. আই-এর ক্ষেত্রে এফ. এন. আই. আর. এস-এর কম খরচ, বহনযোগ্যতা এবং উচ্চ সাময়িক সমাধান এই ধরনের গবেষণায় অত্যন্ত সুবিধাজনক বলে প্রমাণিত হয়েছে। সেরিব্রাল অক্সিমেট্রি এন. আই. আর. এস পর্যবেক্ষণ বিভিন্ন উপায়ে সহায়ক। অকালজাত শিশুদের বিভিন্ন ধরনের ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে সেরিব্রাল হাইপোক্সিয়া এবং হাইপারক্সিয়া হ্রাস করা পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। এটি কার্ডিওপালমোনারি বাইপাসের ক্ষেত্রে একটি কার্যকর সহায়তা, রোগীর ফলাফল উন্নত করতে এবং খরচ কমাতে এবং দীর্ঘস্থায়ী থাকার জন্য দৃঢ়ভাবে বিবেচিত হয়। মস্তিষ্কের আঘাতজনিত রোগীদের ক্ষেত্রে এনআইআরএস ব্যবহারের জন্য অমীমাংসিত ফলাফল রয়েছে, তাই এটি একটি গবেষণার হাতিয়ার হিসাবে থাকা উচিত বলে সিদ্ধান্ত নেওয়া হয়েছে। ডিফ্যুজ অপটিক্যাল টমোগ্রাফি হল ডিফ্যুজ অপটিক্যাল ইমেজিং-এর থ্রিডি সংস্করণ। এন. আই. আর. এস বা ফ্লুরোসেন্স-ভিত্তিক পদ্ধতি ব্যবহার করে ডিফ্যুজ অপটিক্যাল ইমেজ পাওয়া যায়। এই চিত্রগুলি একটি 3ডি ভলিউমেট্রিক মডেল তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে যা ডিফ্যুজ অপটিক্যাল টমোগ্রাফি নামে পরিচিত। এফ. এন. আই. আর. এস ক্যাপ এফ. এন. আই. আর. এস বিদ্যুদ্বাহকের অবস্থানগুলি বিভিন্ন বিন্যাস ব্যবহার করে সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, যার মধ্যে রয়েছে আন্তর্জাতিক <আই. ডি1> সিস্টেম দ্বারা নির্দিষ্ট নাম এবং অবস্থানগুলির পাশাপাশি অন্যান্য বিন্যাস যা প্রতিটি অবস্থানের মধ্যে সামঞ্জস্যপূর্ণ 30 মিমি দূরত্ব বজায় রাখার জন্য বিশেষভাবে অনুকূলিত। বিদ্যুদ্বাহকের আদর্শ অবস্থান ছাড়াও, সংক্ষিপ্ত পৃথকীকরণ চ্যানেল যোগ করা যেতে পারে। সংক্ষিপ্ত পৃথকীকরণ চ্যানেলগুলি মাথার ত্বকের সংকেতগুলি পরিমাপের অনুমতি দেয়। যেহেতু ছোট পৃথকীকরণ চ্যানেলগুলি মাথার ত্বক থেকে আসা সংকেত পরিমাপ করে, তাই তারা উপরিভাগের স্তরগুলির সংকেত অপসারণের অনুমতি দেয়। এটি মস্তিষ্কের প্রকৃত প্রতিক্রিয়াকে পিছনে ফেলে দেয়। শর্ট সেপারেশন চ্যানেল ডিটেক্টরগুলি সাধারণত একটি উৎস থেকে 8 মিমি দূরে স্থাপন করা হয়। এগুলির কোনও নির্দিষ্ট দিকে বা ডিটেক্টরের মতো একই দিকে থাকার প্রয়োজন নেই। কার্যকরী নিউরোইমেজিং কার্যকরী নিউরোইমেজিং পদ্ধতি হিসাবে এফ. এন. আই. আর. এস-এর ব্যবহার নিউরো-ভাস্কুলার কাপলিং নীতির উপর নির্ভর করে যা হিমোডাইনামিক প্রতিক্রিয়া বা রক্ত-অক্সিজেন-স্তর নির্ভর (বি. ও. এল. ডি) প্রতিক্রিয়া নামেও পরিচিত। এই নীতিটি এফএমআরআই কৌশলগুলির মূলও গঠন করে। নিউরো-ভাস্কুলার কাপলিংয়ের মাধ্যমে, স্নায়ুতন্ত্রের ক্রিয়াকলাপ স্থানীয় মস্তিষ্কের রক্ত প্রবাহে সম্পর্কিত পরিবর্তনের সাথে যুক্ত। এফএনআইআরএস এবং এফএমআরআই একই ধরনের শারীরবৃত্তীয় পরিবর্তনের প্রতি সংবেদনশীল এবং প্রায়শই তুলনামূলক পদ্ধতি। এফ. এম. আর. আই এবং এফ. এন. আই. আর. এস সম্পর্কিত গবেষণাগুলি জ্ঞানীয় কাজগুলিতে অত্যন্ত পরস্পর সম্পর্কিত ফলাফল দেখায়। এফএমআরআই-এর তুলনায় ব্যয় এবং বহনযোগ্যতার ক্ষেত্রে এফএনআইআরএস-এর বেশ কয়েকটি সুবিধা রয়েছে, তবে হালকা নির্গমন শক্তির সীমাবদ্ধতার কারণে 4 সেন্টিমিটারের বেশি গভীর কর্টিকাল ক্রিয়াকলাপ পরিমাপ করতে ব্যবহার করা যায় না এবং এর স্থানিক রেজোলিউশন আরও সীমিত। এফএনআইআরএস-এর মধ্যে কার্যকরী উদ্দেশ্যে ডিফিউজ অপটিক্যাল টমোগ্রাফি (ডিওটি/এনআইআরডিওটি) ব্যবহার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। মাল্টিপ্লেক্সিং এফএনআইআরএস চ্যানেলগুলি মস্তিষ্কের ক্রিয়াকলাপের 2ডি টপোগ্রাফিক কার্যকরী মানচিত্রের অনুমতি দিতে পারে (যেমন। হিটাচি ইটিজি-4000, আর্টিনিস অক্সিমন, এনআইআরএক্স এনআইআরএসকাউট ইত্যাদি) একাধিক নির্গমনকারী ব্যবধান ব্যবহার করার সময় থ্রিডি টমোগ্রাফিক মানচিত্র তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। হাইপারস্ক্যানিং-এ বিভিন্ন সামাজিক পরিস্থিতিতে আন্তঃব্যক্তিগত (মস্তিষ্ক জুড়ে) স্নায়বিক সম্পর্কগুলি তদন্ত করার জন্য একযোগে দুই বা ততোধিক মস্তিষ্ক পর্যবেক্ষণ করা হয়, যা এফএনআইআরএসকে মস্তিষ্ক-থেকে-মস্তিষ্কের সামাজিক মিথস্ক্রিয়া তদন্তের জন্য একটি উপযুক্ত পদ্ধতি হিসাবে প্রমাণ করে। আধুনিক এফ. এন. আই. আর. এস সিস্টেমগুলি মস্তিষ্ক-কম্পিউটার ইন্টারফেস, নিউরো পুনর্বাসন বা সামাজিক উপলব্ধি সম্পর্কিত গবেষণায় ভার্চুয়াল বা বর্ধিত বাস্তবতার সাথে মিলিত হয়। বাদ্যযন্ত্র বাজানোর সময় সঙ্গীতজ্ঞদের মস্তিষ্কের ক্রিয়াকলাপ পর্যবেক্ষণ করতে সঙ্গীত এবং মস্তিষ্কের এফ. এন. আই. আর. এস ব্যবহার করা যেতে পারে। এফ. এন. আই. আর. এস-এর সুবিধা ও অসুবিধাগুলি অন্যান্য বিষয়ের মধ্যে রয়েছেঃ অনাক্রম্যতা, কম খরচের পদ্ধতি, নিখুঁত নিরাপত্তা, উচ্চ সাময়িক রেজোলিউশন, অন্যান্য ইমেজিং পদ্ধতির সাথে সামঞ্জস্য এবং একাধিক হেমোডাইনামিক বায়োমার্কার। তবে, কোনও ব্যবস্থাই সীমাবদ্ধ নয়। এফ. এন. আই. আর. এস-এর মধ্যে রয়েছেঃ মস্তিষ্কের কম সংবেদনশীলতা, কম স্থানিক রেজোলিউশন এবং অগভীর অনুপ্রবেশের গভীরতা। কয়েকটি সীমাবদ্ধতা সত্ত্বেও, এফএনআইআরএস যন্ত্রগুলি তুলনামূলকভাবে ছোট, হালকা ওজনের, বহনযোগ্য এবং পরিধানযোগ্য। এই বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে, ডিভাইসগুলির জন্য অ্যাপ্লিকেশনগুলি বিস্ময়কর-যা তাদের বিভিন্ন পরিস্থিতিতে সহজেই অ্যাক্সেসযোগ্য করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, এগুলি ক্লিনিক, বিশ্বব্যাপী স্বাস্থ্য, একটি প্রাকৃতিক পরিবেশ এবং একটি স্বাস্থ্য ট্র্যাকার হিসাবে ব্যবহার করার সম্ভাবনা রয়েছে। শেষ পর্যন্ত, হাসপাতালগুলিতে ভবিষ্যতের ঝুঁকিপূর্ণ ব্যক্তিরা নিউরোমোনিটরিংগ এবং নিউরো পুনর্বাসন থেকে উপকৃত হতে পারে যা এফএনআইআরএস দিতে পারে। সামরিক এবং ফার্স্ট রেসপন্ডার অপারেশনে, জ্ঞানীয় ক্রিয়াকলাপগুলির রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ এবং এটি চলমান কাজ, কর্মক্ষমতার ফলাফল এবং কর্মীদের আচরণগত গতিশীলতার সাথে সম্পর্কিত সহায়ক হতে পারে। এখন বাজারে সম্পূর্ণ বেতার গবেষণা গ্রেড এফএনআইআরএস সিস্টেম রয়েছে। অন্যান্য নিউরোইমেজিং কৌশলের তুলনায় এফ. এন. আই. আর. এস নিউরোইমেজিং যন্ত্রের তুলনা এবং বৈপরীত্য করার সময় সাময়িক রেজোলিউশন, স্থানিক রেজোলিউশন এবং অচলতার মাত্রার দিকে নজর দেওয়া গুরুত্বপূর্ণ। বিশেষ করে, ই. ই. জি (ইলেক্ট্রোএনসেফালোগ্রাফ) এবং এম. ই. জি (ম্যাগনেটোএনসেফালোগ্রাফি)-এর উচ্চ সাময়িক রেজোলিউশন রয়েছে, তবে একটি কম স্থানিক রেজোলিউশন রয়েছে। এম. ই. জি-র তুলনায় ই. ই. জি-র গতিশীলতাও বেশি। এফ. এন. আই. আর. এস-এর দিকে তাকালে এগুলি একটি ই. ই. জি-র অনুরূপ। তাদের উচ্চ মাত্রার গতিশীলতার পাশাপাশি অস্থায়ী রেজোলিউশন রয়েছে এবং তাদের কম স্থানিক রেজোলিউশন রয়েছে। পিইটি স্ক্যান এবং এফএমআরআই একসাথে গোষ্ঠীভুক্ত করা হয়, তবে এগুলি অন্যান্য নিউরোইমেজিং স্ক্যানগুলির থেকে স্পষ্টভাবে আলাদা। এগুলির উচ্চ মাত্রার স্থায়িত্ব, মাঝারি/উচ্চ স্থানিক রেজোলিউশন এবং কম অস্থায়ী রেজোলিউশন রয়েছে। এই সমস্ত নিউরোইমেজিং স্ক্যানগুলির গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং এগুলি মূল্যবান, তবে এগুলির স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য রয়েছে। অন্যান্য সমস্ত তথ্যের মধ্যে, যা এফ. এন. আই. আর. এস-কে একটি বিশেষ আগ্রহের বিষয় করে তোলে তা হল এটি এম. আর. আই, ই. ই. জি এবং এম. ই. জি সহ এই পদ্ধতিগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। আরও দেখুন নিয়ার-ইনফ্রারেড স্পেকট্রোস্কোপি ডিফ্যুজ অপটিক্যাল টমোগ্রাফি ফাংশনাল নিউরোইমেজিং কগনিটিভ নিউরোসায়েন্স দ্য সোসাইটি ফর ফাংশনাল নিয়ার ইনফ্রারেড সোসাইটি (এক্সটার্নাল লিঙ্ক) গ্লোবাল এফএনআইআরএস (এক্সটার্নাল লিঙ্ক) ভিআর পরিবেশে গবেষণার জন্য ডিজাইন করা একটি মোবাইল এফএনআইআরএস সিস্টেমের উদাহরণ সোটেরিক্স মেডিকেল এফএনআইআরএস কর্টেক সলিউশন এফএনআইআরএস নিউরাল সিঙ্ক্রোনি রেফারেন্স নিউরোইমেজিং অপটিক্যাল ইমেজিং