EHK-NIRS - Einfluss von Herz-Kreislauf-Parametern auf das Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS) Signal

Als Anwendung in der Neurowissenschaft ist die Nah-Infrarot-Spektroskopie (NIRS) relativ neu. Sie ist eine nichtinvasive optische Technik, welche die Erfassung funktioneller Aktivitäten im menschlichen Gehirn ermöglicht. Gegenüber der Elektroenzephalografie (EEG), der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRI) und der Magnetoenzephalographie (MEG) bietet die NIRS den Vorteil einer einfacheren Applikation; weitere Vorteile gegenüber fMRI und MEG bestehen in einer kostengünstigeren Anschaffung sowie der Mobilität des Messgerätes. In den letzten Jahren wurde eine Vielzahl an Studien durchgeführt, welche die neuronale Aktivierung bei visuellen, kognitiven und motorischen Aufgaben mit NIRS untersuchten. Eine Herausforderung für die Verwendung der NIRS ist dabei die eindeutige und korrekte Detektion kognitiver Prozesse. Eine Voraussetzung dafür ist die Verbesserung des Signal-Rausch Verhältnisses sowie die Reduzierung des Einflusses physiologischer Rhythmen, wie Herzraten- (HR) und Blutdruck- (BP) Schwankungen oder Schwankungen in der Atemfrequenz. Diese Rhythmen können die gemessenen Aktivierungsmuster teilweise überlagern und somit zu einer Falschdetektion führen. Das Ziel dieses Projekts ist die Untersuchung von systemischen Einflüssen auf mittels NIRS gemessenen Aktivierungsmustern. Darüber hinaus sollen geeignete Signalverarbeitungsansätze entwickelt werden, welche eine Elimination dieser Einflüsse ermöglichen. Damit soll die Qualität der Feedbackgabe für zukünftige auf NIRS basierende Systeme entscheidend verbessert werden.