脑功能成像能在大脑活动时动态地检测活体脑的生理活动，对当代认知神经科学的发展产生了深刻而巨大的影响。当神经元活动增加时，局部的血流、氧代谢会产生相应的变化，因此，通过测量脑局部血流和代谢等神经元活动引起的次级反应，可以了解该部位神经元群的活动情况。如已在临床广泛应用的功能磁共振成像、PET和基于对光在生物组织中传播时的吸收变化而测量的近红外光谱术（NIRS）。
已有文献对离体的神经元、脑片及插入光纤观测动物脑的在体实验都证明光散射变化与神经活动直接相关，即光神经快信号。该信号的时间尺度与脑电/磁信号可比，也是ms量级。由于光神经信号的幅度小且信号来源更局部，对NIRS检测仪器及数据提取算法都提出了较大的挑战。国际上对于能否在体外无损地检测到光神经快信号存在较大争议。
武汉光电国家实验室生物医学光子学功能实验室的骆清铭教授、龚辉教授及其研究组，通过自主研制具有高灵敏度的仪器、发展有效提取神经活动信号的算法等，研发出可用于人全脑光纤式连续光（CW）成像的近红外光谱仪器，该仪器具有0.1 pW的探测灵敏度，时间分辨率为100-200 Hz，可进行全脑任意区域的探测，满足光神经信号的无损检测要求。采用该仪器并结合改进的光神经快信号提取算法，我们首次基于CW-NIRS仪器从正常人头颅表面无损地检测到视皮层活动时的光神经快信号。
CW-NIRS仪器具有价格低、能同时无损测量多种生理参数，适用于各类人群进行大量测试等优点。本研究建立的利用光学技术可直接获得神经元群活动的方法，对于脑科学、认知科学和临床神经心理学等的研究，提供了简便可供测量的新手段。
该研究结果以标题为“基于连续光近红外光谱术的视皮层光神经快信号的探测”（Detection of optical neuronal signals in the visual cortex with continuous wave near-infrared Spectroscopy），于2014年2月15日在国际学术期刊 NeuroImage发表。
该研究工作获得了国家自然科学基金创新研究群体和国家高技术研究发展计划“863计划”资助。
发表文章信息：Bailei Sun, Lei Zhang, Hui Gong, Jinyan Sun, Qingming Luo*. Detection of optical neuronal signals in the visual cortex using continuous wave near-infrared spectroscopy. Neuroimage, 2014, 87:190-198.
