研究人員報告說，他們已經開發出一種方法，將三種腦成像技術結合起來，更精確地捕捉大腦對刺激的反應的時間和位置。他們的研究是首次將三種廣泛使用的技術結合起來對大腦活動進行同步成像。這項工作在《人腦繪圖》雜誌上報告。新的”三模式”方法結合了功能磁共振成像、腦電圖和第三種技術，即EROS，它利用近紅外光跟踪大腦表面附近的神經元的活動。

“我們知道fMRI非常善於告訴我們大腦中哪裡發生了事情，但是信號相當緩慢，”博士後研究員Matthew Moore說，他是這項研究的第一作者，這項研究在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的貝克曼高級科學技術研究所進行。”而當我們通過腦電圖測量電活動時，它能很好地告訴我們大腦中什麼時候發生了什麼事情–但它無法精確定位大腦作用區域。”

第三種方法，稱為事件相關光信號，提供了一種測量空間信息的方法，與fMRI相似，但與EEG一樣，可以更準確地評估大腦反應的時間。Moore說，這有助於研究人員填補其他兩種技術留下的空白。其結果是更清楚地了解當一個人從事認知任務並分心時- 在這種情況下，被具有情感挑戰性的信息所干擾時，大腦的不同部分是如何被激活並相互交流的。

當一個人看到或回應一個刺激時，功能磁共振成像捕捉到大腦中含氧血液流動的信號。這種信號對於確定哪些大腦結構被激活非常有用。

血液含氧量的變化發生在幾秒鐘的時間內，但大腦實際上在幾百毫秒內就會做出反應。大腦活動和含氧量信號之間的這種滯後性意味著fMRI無法檢測到快於幾秒鐘發生的變化。

“另一方面，EEG非常擅長告訴我們事情發生的時間，”Moore說。”但我們是從放置在頭皮上的傳感器收集的，我們得到的是活動的總和，所以實際上，我們在頭皮的幾厘米範圍內模糊不清。”

第三種技術，EROS，是由新報告的兩位合著者，即伊利諾伊大學的心理學教授莫妮卡·法比亞尼和加布里埃爾·格拉頓合作開發的。這種方法將近紅外光照入大腦，並測量光的散射方式的變化，這是神經活動的反映。EROS提供了有關大腦反應的位置和時間的精確信息，但它只能穿透頭皮下的幾厘米，所以它不能像fMRI那樣檢測大腦深處發生的事件，研究人員說。

將這三種技術結合起來並不是一件容易的事。研究人員說，頭皮上可供各種電極和傳感器使用的空間有限，而且腦電圖和EROS設備必須適合fMRI線圈，不能包含任何磁性金屬。經過幾年的時間，研究人員找到了一種方法，包括EROS貼片，可以與頭皮上的EEG電極共享空間。他們測試了這三種技術的不同組合，以確定如何將它們交織在一起，以及如何解釋通過不同渠道獲得的信息。

為了研究當一個人試圖專注於某項任務但被情緒信息分散注意力時大腦的表現，研究人員給研究參與者一個目標，即從一系列方塊和其他圖像中快速挑出圓形，這些圖像的內容要么是情緒中立，要么是負面的。

成像結果顯示，不同的大腦區域對這些刺激作出了快速反應。信號在前額葉和頂葉皮層部分的位置之間來回循環，這些腦區共同工作以保持注意力和處理分心。研究人員發現，這種切換發生在數百毫秒的時間尺度上。

研究負責人、伊利諾伊州研究情緒調節和認知的心理學教授弗洛林-多爾科斯說，從分心中切換注意力並回到任務上的能力與正常認知功能高度相關。

他說：”有時，患有抑鬱症或焦慮症的人無法從情緒干擾中切換出來並集中註意力，更好的成像研究將使我們更容易測試那些接受過特定情緒調節策略訓練的人，看看這些策略是否有效。”