Nahinfrarotspektroskopie, funktionelle (fNIRS)

[engl. functional near-infrared spectroscopy], [BIO, DIA], ist ein nicht invasives bildgebende Verfahren, das darauf beruht, dass Änderungen in der Hirnaktivität (Gehirn) zu Veränderungen der optischen Eigenschaften von Hirngewebe führen, die quantifiziert werden können. Die funktionelle Nahinfrarotspektroskopie (fNIRS) entwickelte sich Anfang der 1990er-Jahre, nachdem in mehreren Studien gezeigt werden konnte, dass es möglich ist, mithilfe der Nahinfrarotspektroskopie (NIRS) regionale Veränderungen in der Hirngewebeoxygenierung während der Durchführung kogn. (Kognition) und motorischer (Motorik) Aufgaben zu detektieren. Die physiol. Grundlage der fNIRS-Messung bildet dabei genau wie bei der funktionellen Magnetresonanztomografie (fMRT) und der Positronen-Emissions-Tomografie (PET) die neurovaskuläre Kopplung – nur dass im Fall der fNIRS die durch die neurovaskuläre Kopplung ausgelösten Veränderungen der optischen Eigenschaften des Hirngewebes erfasst werden. So können mithilfe der fNIRS aus dem Verhältnis von in das Gehirn abgegebenem zu reflektiertem nahinfrarotem Licht regionale Konzentrationsveränderungen der beiden Chromophore oxygeniertes Hämoglobin (oxy-HB) und deoxygeniertes Hämoglobin (deoxy-HB) gemessen und Rückschlüsse auf die Hirnaktivität in den untersuchten Hirnarealen gezogen werden. Auch wenn die fNIRS eine deutlich eingeschränkte Tiefeneindringung im Vergleich zur fMRT aufweist (etwa 2–2,5 cm von der Schädeloberfläche), erfreut sich die fNIRS aufgrund zahlreicher Stärken zunehmender Beliebtheit. Dazu gehören die Nichtinvasivität, die im Vergleich relativ geringen Anwendungskosten, die einfache Handhabung und Anwendung auch in «natürlichen» Settings, die gute Anwendbarkeit bei Kindern und Pat. sowie die leichte Kombinierbarkeit mit anderen signal- und bildgebenden Verfahren.