随着脑科学和认知科学的突破，功能近红外光谱技术（下称近红外，fNIRS）作为一种研究认知神经科学的新工具得到了迅速发展。近红外的一些优点，如便捷性和安全性，使这项技术特别适合于检测大脑功能，近红外在近年来有了愈发广泛的应用，其检测指标为人体血液中氧和血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度，具有客观、便携和抗干扰性强等优点，特别是在空间上可以实时显示大脑激活程度和区域，在时域上可以做到连续监测。

在戒毒领域应用中，近红外技术主要针对戒毒人员开展脑功能损伤程度评估与成像、不同程度成瘾人员前额脑区激活差异等研究。毒瘾渴求作为戒治成效数据中的一项重要指标，对监测的科学性、准确性和客观性要求极高，对比场所现阶段所采取的眼动、生物反馈结合量表测试等成瘾评估手段，近红外技术无疑提供了一种更为客观有效的评估检测方法，为场所进一步落实科学戒治指明方向、提供了路径。

本研究案例设计了以视觉刺激为诱发的实验范式，并采用便携式前额近红外进行实时监测，以探讨利用近红外技术对吸毒人员毒瘾渴求度进行监测的可行性。

一、对象与方法

（一）研究对象

本研究实验组在上海市某强制隔离戒毒所选取，对照组面向社会招募志愿者，纳入实验的总人数为18人。实验组入组标准：（1）符合精神病学会第五版DSM-5中甲基苯丙胺使用障碍诊断标准；（2）年龄在28-40岁；（3）被试签署知情同意书。排除标准：（1）既往头部外伤或者手术史；（2）既往或家庭有癫痫发作史；（3）精神、认知障碍患者。

（二）方法

本实验为视觉诱发实验，如图1所示，实验范式包括静息态（闭眼和睁眼）和任务态（oddball范式）。其中静息态要求被试正坐且保持放松，在声音引导下按时闭眼和睁眼；任务态为随机播放毒品图（见图2），以实现视觉刺激，要求被试集中注意力注视显示设备中的诱发图片，期间避免说话和肢体动作，以减少对脑部信号的干扰。实验范式利用E-prime软件编程进行演示，全程自动引导被试进行相关任务，并对相关的指令和图片进行标签设定，便于后期进行数据分析。

图1 视觉诱发实验范式

图2 实验范式中典型素材

（三）近红外光谱技术原理

大脑神经元活动所消耗的能量由血液携带的葡萄糖和氧气实时转化供给。在基线情况下，大脑含氧血红蛋白HbO以一定比率释放携带的氧，并转变为脱氧血红蛋白HbR，其释放的氧则被神经元吸收用于基础代谢。当外部出现刺激时，相关神经元开始加快代谢，局部血液中的HbO减少，HbR增加。而大脑存在自我调节能力，如局部血管扩张、血流量和流速增加等，会出现过补偿现象，所以最终表现通常为任务区的HbO增加，HbR减少。近红外光的波长在650-950nm之间，这一范围内的光可以穿透头皮与颅骨达到颅内，同时HbO和HbR的吸收系数存在明显差别。所以可以利用不同波长对HbO和HbR的特易吸收性，分别求解出HbO和HbR的浓度变化。

（四）统计学分析

使用SPSS26.0软件进行人口学数据处理，先进性正态性检验和方差齐性检验，其中各组均值以表示，两组间年龄采用t检验，婚姻情况采用卡方检验。统计检验显著性水平在P<0.05时为差异有统计学意义。

二、结果

（一）一般人口统计学分析

本实验纳入18例被试，其中实验组为甲基苯丙胺成瘾者，对照组为非吸毒者，均为男性。实验组：纳入9例，平均年龄32.63±5.25岁；婚姻状况为未婚7例，已婚1例，离异1例；对照组：纳入9例，平均年龄32.63±5.25岁；婚姻状况为未婚8例，已婚1例。两组在年龄、性别、婚姻情况、90项症状清单（SCL-90）方面均无统计学差异（P>0.05）。

（二）数据采集和分析

近红外采集设备采用韩国OBELAB公司生产的NIRST，光源采用双波长VCSEL激光，含有24个光源发射器和32个光源接收器，时间分辨率为8.13Hz。 SD距离包含1.5cm、2.12cm、3.0cm、3.35cm四种选项，通道总数为204，其中本研究采用的SD距离为3.0cm，对应48个通道。实验环境保持安静、低光，被试者佩戴近红外设备和耳机，以避免光线和非实验提示音的干扰。被试者佩戴设备前擦拭前额皮肤，并在佩戴好后不要触碰采集设备，以较少汗液油脂和位置变化等影响采集质量，调整完毕后实验状态如图3所示。

血氧浓度数据分析基于OBELAB处理软件，首先采用离散余弦变换滤波器DCT进行高通滤波和低通滤波，同时去除信噪比低于30dB的通道，最后进行棘波去除和伪迹校正。血氧浓度计算方法采用改进的朗伯比尔定律MBLL。

图3 近红外设备及实验环境

三、结果讨论

针对实验范式中面对毒品图诱导刺激时，大脑前额叶血红蛋白浓度进行了分析。经过对18名被试进行统计学分析，得到结果：实验组和对照组血红蛋白浓度平均值分别为95.09mmol/L和87.18mmol/L，区别显著(p=0.0023)。表明在该实验范式下，毒品图视觉刺激可以有效诱发被试的毒品渴求感，基于此可以进行进一步分析讨论。

（1）面向个体的精准化监测

分别以一位吸毒人员和非吸毒人员为例，经数据处理后得到如图4、图5所示血氧浓度时域曲线，红色曲线为含氧血红蛋白HbO浓度变化曲线，蓝色曲线为脱氧血红蛋白HbR浓度变化曲线。图4为实验组吸毒人员血氧浓度变化情况：静息态阶段血氧浓度处于低水平且较为平稳，其中睁眼静息相较于闭眼静息，血氧有明显波动但迅速回落；进入任务态阶段后，开始在被试面前播放毒品图进行视觉诱导，相较于静息态，血红蛋白浓度上升明显，且一直保持大幅波动至实验结束。图5为对照组非吸毒人员血氧浓度变化情况：实验自始至终均保持平稳状态，未出现大幅波动的情况。

经对比可以明显发现：该视觉诱导实验对吸毒人员诱导效果明显，而对非吸毒人员没有明显的刺激作用。从血红蛋白浓度的时域曲线来看，整体变化与视觉诱导实验范式一致，以上均表明所设计的实验范式可以较好地诱发被试的毒瘾渴求度。

图4吸毒人员血氧浓度时域变化曲线

图5非吸毒人员血氧浓度时域变化曲线

图6、图7分别为吸毒人员、非吸毒人员在静息态和任务态的血氧浓度二维显示图，图中可以从二维空间上明显对比看出在不同阶段大脑前额叶激活程度和区域。

不同阶段对比：图6（a）为静息态（以第243s为例），图6（b）为任务态（以第1148s为例），可以直观发现，在任务态吸毒人员大脑前额叶激活程度明显高于静息态，且激活区域广泛。大脑前额叶负责认知加工，大范围的激活表明此刻毒品图对其有很强的心理刺激，即表明其心瘾被唤起。

不同人员对比：吸毒人员（如图6所示）在不同阶段下，前额叶激活情况区别明显；而非吸毒人员（如图7所示）在不同阶段下没有明显差异。

（a）吸毒人员静息态

（b）吸毒人员任务态

图6吸毒人员前额叶激活图

（a） 非吸毒人员静息态

（b） 非吸毒人员任务态

图7 非吸毒人员前额叶激活图

（2）面向总体的差异性评估

分别将吸毒人员和健康人员数据按组别进行叠加平均，经数据处理后得到如图8、图9所示结果。其中包括：

（1）血氧浓度变化时域曲线，可以反应48个通道血氧浓度水平，作为后续分析的数据基础。

（2）二维激活图可以从空间上明显对比看出不同人群的大脑前额叶激活程度和脑区，经叠加平均后发现，在任务态阶段，吸毒成瘾人员的前额叶激活情况明显高于健康人群。

（3）将每个通道之间的激活强度和时刻信息进行计算，可以得到每个通道间的功能邻接矩阵，基于此可以绘制出三维脑功能网络。功能领接矩阵/功能网络可以反映出不同通道之间的工作关系，和不同通道的重要程度。如图中所示，虽然吸毒人员在面对毒品图时二维空间激活程度更高，但三维脑网络上显示出健康人具有更为广泛且均衡的连接，而吸毒人员在部分通道上显示出更高的重要性，这可能与吸毒成瘾导致大脑功能异常有关。经过对脑网络核心关键指标进行量化计算，可以得到：吸毒人员的密集度为0.41933、特征路径长度0.70441、聚类系数0.62837、局部效率0.61365，健康人员的密集度为0.30408、特征路径长度为0.70318、聚类系数0.6547、局部效率0.60762。

图8吸毒人员前额叶二维、三维可视化

图9非吸毒人员前额叶二维、三维可视化

一、探索了成瘾鉴别和毒瘾监测的新路径

本案例针对吸毒人员进行了视觉诱发和基于近红外技术的毒瘾渴求度监测研究，结果表明所设计的实验范式可以有效唤起被试的心瘾，并通过对比不同人员、不同阶段的血氧浓度，证明了吸毒人员在心瘾被唤起的状态下，大脑激活的程度和区域均有明显增加，而非吸毒人员面对毒品图的刺激则表现不敏感，且血氧浓度全程均低于吸毒人员，表明了利用近红外技术判别被试者是否为吸毒人员的可行性。在针对新精神活性物质滥用的研究中，可以通过近红外技术对大脑激活程度进行评测，从而为该物质的检测提供新的途径。      

二、提供了精准化综合康复方案的新思路

当前，场所依托已论证的认知康复评估、干预新技术，逐步构建完善戒毒人员认知神经功能康复5+X综合干预模式，强调运用不同干预策略对戒毒人员进行反复强化的刺激训练。其中，客观有效的评估工具是判断过程行之有效的重要组成部分。不同康复手段的运用可根据戒毒人员的检测结果做灵活的调整，如采取的训练方法、结合的内容素材、戒毒人员的兴趣点和配合性等。对毒瘾渴求的监测方法，近红外技术在客观性上具有很大优势，适应收治形势变化，个性化、精准化的个案康复成为当前发展需求，后续可进一步关注处方化、精细化施治，结合近红外技术循证开展相关实践研究，进一步丰富完善基于个体戒治的成效化戒毒康复体系。

三、启迪了戒毒新技术融入社会化延伸的新思考

根据司法部戒毒局有关戒毒社会化延伸工作部署要求，依托市域社会治理综合业务平台，积极履行指导社区戒毒（康复）工作职能，探索构建近红外等戒毒新技术在戒毒全周期领域中的智能化检测和复合运用。严格落实统一戒毒模式“以衔接帮扶为延伸”工作要求，做实做细出所人员“一人一档”和跟踪回访工作，延伸近红外检测，扩大样本范围，充实现有数据库，联合地方开展课题研究，支持社会面根据相关数据动态调整戒毒康复方法，延长出所人员戒断期。当前，滥用新精神活性物质人员数量大幅增长，而检测方法相对滞后。针对此类现象，可探索构建与市公安局、司法鉴定中心等单位的协同科研合作平台，对滥用新精神活性物质人员进行近红外检测，充实数据样本，探索新精活物质成瘾检测新方法。