功能近红外光谱（fNIRS）超扫描研究中跨脑相干性理解的新框架

许多fNIRS研究集中于使用相干性来估计大脑间的同步性，却忽视了WTC热点图中的相位滞后信息。本文提出了一种更为敏感的方法，用于检测耦合的方向性，将相位角值分类为同相同步、滞后相同步和反相同步。通过使用新提出的框架重新分析以往的研究结果，可以更全面地理解参与者之间同步性的本质。

区分同相同步与反相同步为精确解读以往研究结果提供了新的清晰视角。该框架可应用于多种情境，例如研究人际同步在社会行为、交流和决策中的作用。强调将图论与所开发的相位工具箱结合应用于高阶扫描性呼吸暂停研究，有助于更深入理解互动中观察到的各类方向性特征，超越了单纯的相干性分析。

该方法能够实现超扫描环境下从一个大脑到另一个大脑的信息流探索。首先，打开 MATLAB，导航至保存原始 NIRS 文件的文件夹，选择并打开该文件夹。

在 MATLAB 的命令窗口中输入 Homer3 以启动 Homer3 图形用户界面。Homer3 将检测 NIRS 文件，并提示将其转换为 snirf 格式，以便继续进行数据预处理。文件转换完成后，单击工具选项并选择编辑处理流程。

在处理流程编辑图形用户界面中，通过点击“添加”按钮，将预处理步骤从注册功能栏移至当前处理流程栏。点击“保存”选项以保存当前处理流程，然后退出处理流程编辑图形用户界面。在主Homer3图形用户界面中，点击“运行”选项以执行该预处理流程。

在 Homer3 完成所选处理流程后，它会以 mat 文件格式保存每位参与者的预处理后时间序列，该文件包含所有通道和事件的 HBO、HBR 和 HBT 数据。Homer3 会在所选文件夹中创建一个名为 derivatives 的文件夹来存储这些文件。请选择位于 derivatives 文件夹中的 Homer 文件夹。

为每个大脑选择 mat 文件，并导出 HBO、HBR 和 HBT。使用相位工具箱中的领导者-跟随者分析功能，分析在超扫描记录中发生的相互作用类型。在 MATLAB 中，为每个大脑选择相应的 mat 文件，并将特定通道和事件的 HBO 或 HBR 数据加载为一维向量，分别作为信号一和信号二。

在 MATLAB 命令行中，定义低频和高频函数的参数。低频的默认值为 0.01 赫兹，高频为 1 赫兹。然后定义相位范围参数，接着定义阈值。

阈值的默认值为零。通过输入屏幕上显示的命令，执行 MATLAB 函数 leader follower by phase。该工具箱将生成一个包含四个子图的图形。

在 MATLAB 中，检查箱线图，该图显示了每种相互作用类型（同相、信号 1 领先、信号 2 领先和反相）的 R 平方值。然后检查输出图像中的柱状图，该图展示了所有相互作用类型的最高值、均值和中位数。散点图显示了随时间变化的相干性值及相互作用类型，以及根据不同相互作用类型划分的时间段。

接下来，检查每种相互作用类型的统计值输出表格。该表格还列出了每种相互作用类型所占的时间百分比。最后，查看提取的电子表格文件中的输出值。

将二元组A的阈值设为0.5后，再次进行了分类分析，以探讨改变最小阈值对二元组内相互作用类型分类的影响。结果显示，当使用0.5的阈值时，不同相对相位关系类型的分布发生了变化。反相同步的百分比从35%上升至59%，而同相同步的百分比则从26%下降至8%。这表明反相同步可能是更能代表该二元组的相互作用类型。