在人脑功能的研究中，多模式监测已经变得相当普遍，由于没有光电干扰，很容易整合这两个无创的脑活动记录程序。fNIRS和EEG都是头皮定位程序。fNIRS脑血流动力学变化通过光谱测量进行估计，脑电图通过无源电压评估（passive voltages evaluations）捕捉大脑电子活动的宏观时间动态。这两种技术提供的正交神经生理神经生理学信息日益增长的兴趣进一步促进了它们的整合。本文总结了这两种技术的原理和未来的发展方向，并评估了灵活、低成本神经成像模式的主要临床和非临床应用。本文发表在Neurophotonics杂志。
人脑功能研究已成为科学界的热点。由于大脑活动可以提供多种生理信息，多年来开发了多种技术来研究不同神经生理机制的大脑信号。由于缺乏记录这些信号产生的整个频谱信息的特定技术，大脑状态的多模态同步监测在过去十年中变得越来越普遍。在多模态监测中，功能近红外光谱(fNIRS)和脑电图(EEG)整合越来越受到重视。fNIRS它是一种相对较新的神经成像技术，以其便携性轻、成本低等优点，逐渐成为监测大脑活动的广泛工具。fNIRS它使用光源和探测器来测量脑组织中血流动力学的变化，是一种基于头皮的光学光谱测量方法。fNIRS依靠后散射光的差异测量，它对近红外光谱范围内两种主要振荡吸收发色团的浓度变化敏感：。O2Hb和HHb在近红外(650 ~ 900 nm)范围内有不同的吸收光谱。这一特性，加上水在相同波长范围内的低吸收率，可以测量这些物质的相对浓度和振荡。多年来，fNIRS该技术已广泛应用于不同人群和实验条件下。
通过被动测量头皮定位电压，设置适合捕捉宏观时间的动态脑电活动。EEG系统广泛应用于临床和非临床情境中，用以诊断和监测大脑功能及功能障碍。
脑电脑活动与相应的血流动力学没有完美的时空对应关系。它们的相互作用是由神经血管耦合机制引导的，可以通过联合技术进行研究。相反，如果假设神经血管耦合模型，可以从多模态测量中获得更高的神经信号估计精度。因此，对于更自然的认知任务和广泛的受试者（如婴儿到老年人）是可行的。此外，近红外光谱和脑电图不涉及高强度暴露(>1 T)磁场或电离辐射。此外，硬件成本明显低于大多数其他功能性脑成像方法。
第一部分描述了近红外光谱和脑电图的物理原理、起源和发展。
第二部分分析了两种技术耦合的主要优点，并阐述了fNIRS非临床和临床应用主要用于脑电图测量。
最后，介绍了近红外与脑电图集成的局限性、挑战性和未来发展方向。
必须强调的是，在应用部分，本综述主要为读者提供多模态方法应用领域和研究目的的概述，而不是元分析或深入探索具体研究发现的目的。
近红外光在人脑研究中最常fNIRS。fNIRS测量近红外光谱范围(650-950) nm)以估计与神经活动相关的内脑组织光学特性的变化HHb和O2Hb浓度波动。事实上，HHb和O2Hb它是光谱范围内的主要变发色团，它们提供不同的吸收光谱。这一特性，加上水在相同波长范围内的低吸收率和高组织扩散特性，可以直接从头皮测量这些物质的相对浓度。基于血红蛋白波动测量，fNIRS可以记录BOLD这是由于大脑激活区域氧需求增加而产生的补偿性血流动力学反应。功能性MRI测量BOLD主要是因为它是对的HHb敏感性及其顺磁性，fNIRS可以解耦BOLD响应中的HHb和O2Hb波动[图1(a)]。还可以进一步计算脑血容量(CBV)总血红蛋白的变化与总血红蛋白的变化有关(HbT)。
J?bsis据报道，近红外光可以通过脑组织使用(transillumination)对组织续监测组织中的氧气变化。Transillumination它主要用于儿童，对成人大脑的研究效果有限；它被后散射模式程序所取代。近红外光谱系统发展迅速。到20世纪80年代中期，后散射法首次用于研究大脑氧合。
标准的fNIRS测量依赖于入射光(使用功率为~ 1mw光源)，并在后散射几何结构中检测到(单光子灵敏度能力通过高灵敏度光探测器)，其耦合(通道)在高扩散头结构中产生典型的灵敏度模式[图1(b)]。fNIRS通常依赖于通过光纤或纤维束向头皮内射入和探测光线。光纤在电方面与受试者绝缘，使光源和探测器远离头皮。开发了不同的仪器技术程序，用于近红外光谱监测。三个主要类别可以具体识别，TD该系统使用非常短的光脉冲(picoseconds)，而FD系统采用无线电频率调制的光(50 MHz)研究感兴趣的组织。由于其简单的技术特点，CW通过组织测量光的系统依赖于测量光CW成分。它们可以估计血红蛋白和氧合随时间的变化(利用先验微分路径长度因子的改进)Beer Lambert方程)，但它们不能提供绝对估计的组织光学特性(吸收和降低散射系数)。采用空间分辨光谱法时，可测量区域脑氧饱和度(rSO2)和部分组织氧提取(FTOE)随时间变化。
本文主要介绍了连续波测量方法及其fNIRS与EEG联合应用。在整篇文章中提到和/或描述近红外光谱时，
由于光的灵敏度在给定的光源探测器上呈指数衰减(在几厘米内)，fNIRS平行于头皮表面的定位能力很好。然而，它需要多个optodes(源和探测器)适当覆盖兴趣区[图1(c)]。影响fNIRS测量的一个问题是对头皮(脑外)血红蛋白振荡的高度敏感性。然而，通过研究各种光源探测器距离的测量，可以克服这种混合因素。fNIRS根据源探测器的距离提供不同的深度灵敏度。一般来说，在成年人中，相反，短距离(约1.5cm)只对脑外血流动力学成分敏感，因为它们的敏感模式不到达大脑皮层。。基于通道的地形近红外成像可以达到良好的深度灵敏度（距离头皮约3厘米，使用较长的光源探测器距离），然而，血红蛋白波动的深度定位是有限的。
通过fNIRS ()，不同光源探测器距离的不同光敏模式可以实现血红蛋白的振荡使用高密度光学阵列并结合多源探测器距离(约1.5 - 6cm)，从头皮上可以得到3个cm良好的层析图像定位力为2mm，空间分辨率为1.5 cm (HD-DOT)。然而，HD-DOT所需的通道密度高，使仪器昂贵，由于光电器件多，难以同时使用EEG记录。
随着时间的推移，近红外光谱测量和相应的信号处理技术发展起来，与功能磁共振成像信号的成熟分析具有共同的特点。
图1. (a) fNIRS典型记录在任务激活的大脑区域BOLD反应示例。报告每个时间点HHb和O2Hb浓度的平均变化及其可变性(标准误差)。活跃脑区BOLD反应的特征是O2Hb供给过度补偿HHb同时洗脱，典型比值(O2Hb HHb)为3，只有少量μmol变化。
(b)头皮上的光源探测器(fNIRS典型的连续波光敏模式(对数刻度)冠状头部切片覆盖结构MRI上。有限元法用于计算光敏模式。
(c)一个可能的光学阵列和通道平均光敏模式的例子(对数尺度，多通道平均)用于运动和感觉运动皮层成像，覆盖主体结构MRI并提取灰质。需要多个光源和探测器来增加近红外光谱技术的视觉范围。
脑电图自1924年首次在头皮上记录人类脑电图以来(EEG)它得到了广泛的发展，成为最便宜、最快、最广泛的无创脑电生理监测方法，特别是在临床环境中。大量神经元同时激活脑电图信号[图2(a)]。头皮上检测到的典型电压值是μV量级。国际10-20系统是公认的方法用于将EEG传感器放置于头皮的标准位置。该系统是为了保证同一受试者随时间变化的脑电图测量的再现性和不同受试者测量结果的可比性。高密度阵列的传感器数量从16个到256个不等。为了确保低阻抗(典型的弥漫性脑电图放大器的值:5 kΩ)和与头皮良好的电接触，使用了表面导电凝胶或基于电解质的溶液。研究者也一直在努力寻找提高测量前准备速度和信噪比更好的方法，例如，对干电极或活性电极的测试。干电极不需要使用导电糊状物质，而主动式电极（例如Biosemi设备）直接在头皮上放大脑电图信号，减少环境电噪声的影响。
EEG信号是不同频率和振幅的振荡叠加，具有地形和任务相关的时间特异性。这些振荡被称为脑节律，可以通过频率和时频信号处理来量化和描述[图2(b)]。传统上，脑节律是根据频率来分类的。第一个被观察到的脑节律是Hans Berger在20秒内通过脑电图观察到的大约10Hz的振荡，即alpha节律（8 - 12Hz），位于闭眼、清醒且放松状态的成年人枕-顶叶皮层区域。这种节律的振幅在睁眼后或觉醒增加期间减小。因此，alpha节律曾被认为与睡意有关。最近，有人提出alpha节律调节在意识知觉中发挥作用，也与注意或任务相关认知神经策略下的感觉门控机制有关。beta波段(15 - 30Hz)传统上被认为是一种运动节律。事实上，beta波在运动和感觉加工及控制、等量收缩中的皮质-脊髓耦合（corticospinal coupling in isometriccontractions）、本体感觉和感觉-运动协调中都被观察到。α和β节律的抑制是该区域参与任务的标志[事件相关去同步化(event-relateddesynchronization, ERD);图2 (b)]。最近的一个假说认为，beta波存在于大脑在感觉和认知过程中“status quo（维持现状）”时。健康人群在睡眠期间观察到显著的低频活动(delta波段:1~4 Hz)。强烈的delta节律在清醒成年人的静息态EEG中出现，常与神经紊乱有关。最后，在情绪唤醒和工作记忆(WM)任务，以及处理和控制新异和意外刺激中发现了theta波(4~7.5 Hz)。
当一个神经元群的连续振荡的阶段被重置以响应一个外部刺激或事件，一个诱发的反应发生。。假设大脑响应区域对每个刺激的激活都是相同的，而其他大脑区域的激活全部与之无关，因此，这些可能隐藏了感兴趣激活的不相关噪声可以通过平均来抑制[图2(c)]。
系统与单独的EEG具有相似的灵活性。两种方法的整合提供了关于大脑皮层的电和代谢-血流动力学信息，并且没有电光干扰。fNIRS-EEG联合采集可以在非实验室环境中进行（例如，自然环境、可移动监测、恒温箱、床边等），且不会对受试者造成严重不适。fNIRS-EEG系统的应用主要包括非临床和临床两方面。与临床应用相比，非临床应用通常采用更密集的光学和电子传感器阵列。图3(a)报告了以往使用fNIRS-EEG结合的测量方法发表的科学论文总数。虽然文献研究可能不能完全概括整个科学成果，但我们发现在过去30年里有90多篇科学论文使用这种多模态脑成像方法。结合这两种技术的科学研究始于90年代早期，并随着时间的推移持续增加，在新世纪初略有下降。由于去年的论文是以2年(2015∼2016年)为基准进行统计的，所以虚线表示的是2019年末的预计出版量。如图3(b)所示，非临床和临床应用的总体科学成果相似，临床研究的论文略多(45%非临床和55%临床)。
图2. (a)脑电图信号产生的示意图。大量神经元的同步活动产生电场，如果是同步的，电场可以累积产生足够强的信号，可以被放置在头皮上的电极检测到。初级电流主要是树突树对应的突触电位的结果，树突树遵循优先方向，就像锥体神经元一样。神经元被脑组织包围，即传导介质。初级电流激发细胞外电流流过这个介质，并通过脑脊液、颅骨和头皮。这些电流，被称为次级电流或体积电流，到达头皮并产生电压差，由一对脑电图电极检测到。
(b)在视觉引导下，用右手执行手指轻敲任务时，C3(位于左侧运动皮层)处脑电图信号的时频表示示例。对于每个频率，功率表示为相应值在运动前周期的百分比变化，
(c)通过模式反转刺激获得的VEP实例。脑电活动采用128通道系统(EGI)记录。
上:平均反应锁定刺激电极Oz(简称Cz)，放置在枕骨叶对应的视觉皮层。VEP由一系列在特定延迟下的负-正-负峰值组成。被认为是描述这些波的参数是延迟和这些峰值的振幅，这被称为N(负)或P(正)取决于与特定模板的极性。在VEP的情况下，可以看到N75-，P100-和n135成分。
下:左侧为在p100潜伏期时所有EEG传感器值在头皮上方的插值图。右侧是通过头皮电压分布获得的P100皮层来源，并将其叠加到由单个解剖磁共振图像重建的真实皮层模型上。采用Curry 6.0 (Neuroscan)分析软件进行定位。有关定位程序的概述，请参阅Darvas等人的文献。
在非临床应用中，脑机接口(18%的非临床应用)、神经血管耦合(35%)和健康脑功能研究(40%)。非临床研究的一个次要领域是睡眠研究(占非临床应用的7%)[图3(c)]。
由于fNIRS-EEG系统灵活性和便携性的特点，它十分适用于BCI。BCIs允许通过脑电图和/或其他记录方式对大脑活动的调制直接控制计算机或外部设备。事实上，已经证明非侵入性的基于脑电图的BCIs允许瘫痪和闭锁综合征患者的脑源性交流。从历史上看，运动皮层脑电图信号中ERD的发现以及alpha和beta节律的事件相关同步(ERS)为BCIs的发展铺平了道路。事实上，在运动想象过程中，大脑在运动皮层中节律的调节是用于特征提取以实现机器控制的第一个参数。然而，此外，EEG- BCIs经常将EEG信号错误地归类为命令，尽管受试者没有执行任何任务。最后，脑电图信号通常是来自广泛脑区的神经活动的混合，其中一些可能与BCI的目标任务无关，从而损害BCI的性能。fNIRS信号可以作为EEG的联合分类程序，或者可作为EEG激活的预测器。在这两种情况下，使用fNIRS-EEG系统，可以发现更强大的基于脑电图的脑接口分类器，总体上增加了脑接口性能的稳定性。Fazli et al.，Almajidy et al.，和Koo et al.将fNIRS-EEG-BCI联合应用于感觉运动想象。感觉运动想象BCI的目标是识别被试在什么时候想象一个特定的运动任务。Fazli等人估计，基于EEG的BCI控制可以通过之前的fNIRS激活来预测。利用fNIRS预测生成新的、更稳健的、基于脑电图的BCI分类器，在最大限度地减少性能波动和增加BCI总体稳定性的同时，显著提高了分类能力。同时测量14名受试者的fNIRS和EEG (fNIRS在前额运动区和顶叶区有24个测量通道，EEG在整个头部有37个电极)，提高了超过90%的受试者的运动想象分类精度，Almajidy等人将BCI应用于四项运动想象任务(7名受试者，20个fNIRS通道，8个EEG传感器，位于感觉运动皮层):左手、右手、双手和双脚的想象运动。利用fNIRS测得的O2Hb浓度波动斜率和EEG (8 ~ 30 Hz)的功率谱密度进行特征提取。通过线性判别分析，其分类精度最高可达85%。与EEG-BCI相比，fNIRS-EEG- BCI在分类精度上有明显提高。Koo等人专注于fNIRS-EEG自定进度运动想像的BCI。他们用8个fNIRS通道和6个EEG传感器对6名健康受试者的初级运动皮层进行测量。他们报告说，混合系统的真阳性率约为88%，假阳性率为7%，平均反应时间为10秒。
Khan等人以不同的方式应用了fNIRS-EEG系统。他们尝试在12名受试者中提取并解码四种不同类型的大脑信号。12个fNIRS通道位于前额叶，8个EEG电极位于左右运动皮层。接受BCI实验的受试者被要求执行四种类型的任务:“向前”、“向后”、“向左”和“向右”命令。前后移动的控制指令通过执行算术心算任务来估计，与O2Hb的变化有关。左右方向命令分别与右手和左手点击相关联。
EEG-BCIs也可以通过稳态视觉诱发电位(SSVEP)分类进行。SSVEP是对特定频率的视觉刺激的自然反应。当视网膜被4~80Hz的视觉刺激刺激时，大脑就会产生相同频率或频率倍数的电活动。其目的是辨别什么时候被试在看刺激物，并以高精度检测刺激物的频率。Tomita等人在对13名受试者进行SSVEP分类时，
最后，基于fnirs的先验信息可纳入变分贝叶斯多模态脑电图方法中。作者应用贝叶斯逻辑回归技术，在统一的fNIRS-EEG框架下，将受试者的心理状态解码为空间注意任务。作者发现，(8名受试者，49个fNIRS通道，64个脑电图电极，位于顶叶和枕叶)。
局部神经活动伴随着复杂的、异质性的生物过程，如电活动的产生和同时发生的代谢变化。fNIRS-EEG联合测量非常适合于数据驱动方法的神经血管耦合监测，以及耦合已知情况下更好的神经激活重建。神经血管耦合的一个重要方面是，脑电活动及其血流动力学反应并没有一个完美的频谱和时空对应关系，也不是线性关系。
一些研究者通过fNIRS-EEG测量研究了大脑在休息时的神经血管耦合。Keles等人使用一个稀疏覆盖全头的fNIRS-EEG系统(18名受试者，19个记录位置，组合fNIRS和EEG传感器)收集数据。关注频谱-脑电图对神经血管耦合的影响，他们发现在枕叶区域有一个延迟的α激活(8 - 16 Hz)调节，以及一个强烈的β激活(16 - 32 Hz)对血流动力学波动的调节，这是由EEG中的α - β耦合产生的。Nikulin等人也关注了静息状态下特定的脑电图频谱特征与神经血管耦合之间的联系。他们研究了人类脑电图(EEG)中单色超低振荡(monochromatic ultraslow oscillations, 0.07 ~ 0.14 Hz)及其与血流动力学的关系(10名受试者，26个fNIRS通道，58个EEG电极)。他们认为这些振荡可能来自神经元外，反映了大脑血管舒缩。Pfurtscheller等人对9名受试者进行了运动皮质EEG和额叶fNIRS测量，发现清醒休息时缓慢的中央前回HHb浓度震荡可能暂时性地与感觉运动区脑电图波动耦合。Govindan等尝试对自发脑活动中的神经血管耦合进行量化。他们通过将两个信号划分为1-s epochs，将这两种测量方法纳入一个共同的动态时间框架(DTF)。作者在模拟数据及四名婴儿的新生儿脑病低温治疗过程中测试了他们的程序，并取得了积极的结果。特别是，根据他们的测量，发现恢复最好的婴儿神经血管耦合增加。
Obrig等人在视觉刺激(EEG的视觉诱发电位，VEP)过程中结合了fNIRS和EEG，对15名受试者(枕叶皮层上2个fNIRS通道和5个EEG传感器)对视觉习惯的脑电和血流动力学进行了评估。作者发现，考虑N75/ P100成分时，神经血管行为不明确。虽然强调了假设神经血管耦合近似于线性现象，他们发现，当计算P100/ N135成分振幅与血红蛋白浓度变化的比值时，VEP成分振幅每增加1 μV, HHb耦合指数为0.2 μmol, O2Hb耦合指数为+0.6 μmol。此外，Fabiani等人通过枕叶皮层fNIRS-EEG测量(fNIRS包括32个光源，8个探测器；EEG包括7个传感器)，以及快速光信号和功能性MRI，研究了视觉刺激引起的神经元和血流动力学变化之间的关系。基于ERP成分的C1位置反应，年轻人(19名)和老年人(44名)均表现出神经元和血流动力学效应之间的非线性(至少二次)关系，在高水平的神经元活动时血流动力学响应降低。
Babiloni等人研究了老年人高碳酸血症（hypercapnia）期间血管舒缩反应性和静息态脑电图节律的一致性。对20例患者进行了静息态闭眼fNIRS-EEG记录。双侧额叶fNIRS（2通道）皮质HHb和O2Hb浓度变化评估血管舒缩反应。在不同的脑电图频带下，计算所有电极(19个传感器)的脑电图相干性。高碳酸血症导致O2Hb升高，HHb降低，EEG的整体一致性降低。Vanhatalo等使用fNIRS-EEG系统对12名受试者进行测量，探究人类大脑的血流动力学变化是否产生低频EEG反应。他们在额顶叶区域使用了24个fNIRS通道和6个EEG通道。他们从不同的机理应用无创颅内血流动力学操作:双侧颈静脉压迫、头高位倾斜、头低位倾斜、Valsalva动作和Mueller动作。他们观察到，在所有操作过程中，脑电图的变化都是缓慢的，在中线电极处的振幅最高(高达250 μV)，在顶点周围的电压梯度变化最明显(高达15 μV /cm)。他们对缓慢脑电图振荡的神经元外来源的解释与Nikulin等人后来发现的类似。Dutta等人通过fNIRS-EEG评估了阳极经颅直流电刺激(tDCS)期间的神经血管耦合。基于Hilbert Huang变换的分析程序，他们分析了慢性中风治愈者，发现阳极tDCS在EEG上的不稳定效应与O2Hb反应有关。他们还发现，阳极tDCS开始时O2Hb浓度的首次下降与0.5- 11.25 Hz频段内EEG平均强度的增加之间存在对应关系。
最后，基于以往提出现象，依赖于数学模型的神经血管耦合方法被提出。Talukdar等人提供了一种基于混合模型的数据驱动方法。他们应用gamma传递函数（gamma transfer functions）来绘制EEG频谱封波，反映在正中神经电刺激期间测量的血流动力学中神经节律的时变强度变化。他们首先使用模拟fNIRS-EEG数据验证了该方法，然后将该程序应用于fNIRS-EEG实验记录(fNIRS包括16个光源和8个探测器, EEG包括30个电极，全头)。通过聚类分析发现，使用gamma传递函数发现，三名受试者fNIRS-EEG数据拟合具有显著的聚类参数。
fNIRS-EEG已被用于描述健康脑功能。在这一应用领域中，Ehlis等人对10名受试者进行了fNIRS-EEG测量(额颞区22个fNIRS通道和3个中线EEG电极)，以评估人类听觉感觉门控的皮质相关。感觉门控是指大脑网络抑制大脑对无关环境刺激的反应，以防止信息溢出的能力。声音门控通常是根据反复出现特定的声音刺激后P50波幅(电生理记录中ERP的早期成分)的降低来评估的。将血流动力学数据与电生理信息相结合，发现感觉门控与左前额叶和颞叶皮质血流动力学反应的强度呈正相关。这一结果强化了前额叶皮层可能抑制初级听觉的假设。Takeda等人最近研究了愉快和不愉快听觉刺激对12名受试者前额叶皮层的影响，结合fNIRS-EEG测量和其他自主神经系统监测。作者发现两侧前额叶皮层的血流动力学活动增加，当受到愉快的刺激时，左侧会更活跃，而当受到不愉快的刺激时，右侧会更活跃。愉快和不愉快的刺激都引发更强的alpha波。在感觉相关的大脑反应的研究中，视觉刺激的研究采用了联合测量方法。Jaušovec和Jaušovec利用fNIRS-EEG(多种距离布局8个fNIRS通道和19个EEG传感器，位于左侧额叶)测量了30名男性和30名女性在视觉和听觉刺激过程中大脑处理的性别差异。fNIRS结果显示，男性在执行任务时的氧饱和度高于女性。在脑电活动中，早期诱发的fNIRS反应和P3成分的波幅存在性别差异，视觉刺激比听觉刺激更明显。总的来说，
Takeuchi等人研究了18名青年受试者右正中神经电刺激时体感皮层的血流动力学反应和神经活动关系。他们开发了一种用于fNIRS和EEG的帽子，全头103个fNIRS和32个EEG通道。基于GLM的血流动力学信号分析显示，刺激呈现时对侧初级躯体感觉区O2Hb浓度增加，随后反应扩散到更广泛的后侧和同侧躯体感觉区。脑电图数据显示，对侧躯体感觉区阳性体感诱发电位(somatosensory evoked potentials，SEPs)在22 ms潜伏期(P22)达到峰值。fNIRS和EEG地形图显示血流动力学反应与P22的电流源密度显著相关。此外，延时GLM分析强调了层次躯体感觉通路中神经激活的时间顺序。Pfurtscheller等人研究了自发运动行为(如手指运动)的启动是否与缓慢的O2Hb和静息时的脑电波有关。他们用fNIRS和EEG信号(少数通道系统)分析了10名健康受试者在休息时的感觉运动和前额叶区域的HHb和O2Hb。他们发现，
一些研究关注重力条件变化过程中与本体感觉相关的大脑状态。重力条件的变化对神经生理过程和相关的神经认知损伤的影响对航空航天应用具有重要意义。Brümmer等人强调了fNIRS-EEG成像在两名受试者非典型重力条件下评估神经生理过程的适应性。Smith等人研究了12名参与者在超重力暴露过程中前额叶皮层活动(32个EEG传感器)和脑氧合(2个fNIRS通道)之间的关系。事实上，人工重力已经被提出作为一种对抗长时间太空飞行的生理失调的方法;然而，超重对中枢神经系统影响评的评估较少。研究人员发现，在超重时，脑电图前额叶皮层的活动显著增加。此外，由于超重力暴露，前额叶皮质氧合显著降低。脑电图前额叶皮层活动与血流动力学变量之间无显著相关性。因此，作者得出结论，EEG前额叶皮层活动的增加可能归因于心理压力，这可能会给使用短臂人体离心机带来问题。
在注意与WM的神经相关性研究方面也做了一些工作。buti等人通过使用16通道fNIRS和19通道EEG系统研究和描述了9名受试者持续注意过程中的神经相关性。两种模式的结果很一致，在执行任务的过程中，两种模式都在额叶中上和颞叶区域表现出较高的大脑活动。Jaušovec和Jaušovec通过改变fNIRS-EEG(分别为8和19通道)的大脑活动模式，研究了训练对30名参与者WM任务的影响。在WM期间，脑电和血流动力学模式提示训练对WM有影响。
此外，语言包括听觉和视觉任务以及更复杂的大脑机制。因此，多模态脑成像方法几乎是表征其特征的必要条件。fNIRS-EEG协同配准结合了高时间和空间分辨率，为语言实验中的功能连接研究提供了独特的机会。测量脑电和代谢活动是必要的，多模态方法应是无创性的，特别是对儿童。Wallois等人回顾了同时使用fNIRS和EEG的优点，它可以更好地理解语言过程中涉及的大脑机制。
。Balconi等使用fNIRS-EEG(前额叶，6通道fNIRS系统和16通道EEG系统)研究了情绪图像的大脑处理。20名研究对象被要求观察和评价情感图片。然后，多模态测量与自我报告数据相关，如主观评估的效价(积极与消极)和唤醒度(高与低)。负效价条件下右侧前额叶O2Hb增加，表明情绪模式的特定效价(负)诱发了相关的偏侧化效应。此外，脑电图活动，特别是在theta和delta波段，与负性情绪模式下右侧的血流动力学反应有关。血流动力学与皮质脑电图之间的相关性分析发现了重要的效应。Hoshi等也研究了愉快与不愉快情绪的反应。19名受试者分别观看了消极、积极和中性图片。同时测量fNIRS(前额16个通道)、ERPs(6个EEG电极)、全身血压和脉搏率。发现不愉快情绪伴双侧腹外侧前额叶皮质O2Hb增加，而非常愉快情绪伴左背外侧前额叶皮质O2Hb减少。Herrmann等采用fNIRS-EEG系统（分别为22通道和4通道），对16名受试者的枕叶皮层的激活情况进行了研究，枕叶皮层受积极、消极情绪刺激调节。ERP结果显示，无论是积极刺激还是消极刺激，枕叶皮质的早期后叶负波都有所增加。此外，积极和消极刺激下的枕叶皮层HHb显著低于中性刺激。这一结果可以通过在观看带有情绪内容的图片时发生的选择性注意来解释。使用fNIRS作为心理状态分析的替代技术也已被研究，并与其他传统技术如EEG和外周动脉张力测定法（peripheral arterial tonometry）相比较。7名受试者被处以应激与恢复任务，在额叶区域记录了6通道fNIRS和10通道EEG信号。fNIRS结果显示，所有对特定刺激敏感的受试者在应激期间前额皮质HbT增加，在愈恢复阶段HbT降低。
在Konvalinka和Roepstorff中，对社会互动过程中大脑状态的相关研究方法进行了综述。所回顾的研究使用fMRI、EEG或fNIRS，记录定量血流动力学相互耦合或大脑节律的调节，个体内部或人际之间，并整合各种概念框架。在社交互动方面，采用近红外光谱(fNIRS)和脑电图(EEG)的超扫描方式，fMRI双记录线圈的超扫描方法已经被描述过。这种方法非常适合研究社交互动，因为不需要跨设备校准，不存在同步问题，而且实验设计很容易实现。
因为该系统具有灵活性和便携性。结合fNIRS-EEG测量被应用于睡眠阶段或清醒到睡眠过渡的研究。在这种情况下，EEG主要提供不同睡眠状态的信息(如非REM期、REM期或觉醒-睡眠过渡)，而fNIRS则估计不同阶段血红蛋白的血流动力学波动。Pierro等人利用位于前额叶的两个多距离探测器，研究了五名受试者在睡眠期间大脑HHb和O2Hb浓度的自发低频振荡(LFOs)的振幅和相位。有趣的是，通过运用相量代数，他们能够估计CBV和脑血流速度的振荡。通过利用两种血红蛋白的相位差异，他们发现，相对于清醒和快速眼动睡眠状态，非快速眼动睡眠期间HHb与O2Hb的LFOs相位超前更大（∼π∕2）。波幅分析强调了在非快速眼动睡眠中，相对于清醒和快速眼动睡眠状态，两种形式的血红蛋白都受到抑制(振幅最大下降87%)。相关的CBV和CBFC振荡在睡眠期间保持相对相位差，在非快速眼动睡眠期间其振幅减弱。总之，作者强调了矢量代数在睡眠阶段LFO研究中的作用。已有研究描述了睡眠状态转换时的脑内血流动力学。通过研究9名受试者的额叶区域(1个fNIRS通道和7个EEG通道)，观察到睡眠开始时HbT浓度下降和睡眠结束时HbT浓度升高，效应平均持续3秒。结果表明，相对于睡眠而言，清醒时大脑灌注出现过度代偿性的增加。
Pizza等人是唯一研究睡眠中fNIRS-EEG时间关系的人。他们利用8个近红外光谱(fNIRS)通道和4个脑电图(EEG)通道，考察了3名受试者睡眠周期性下肢运动(PLMS)相关的同步信号变化。PLMS是一种发生在睡眠期间的运动障碍。
图3. (a) 1990年至2016年发表的科学论文数量，5年为一个周期。从宏观应用领域(非临床应用和临床应用)和总体数量两方面进行统计。虚线表示预计在2019年底发表的数量，因为最后一个时间周期仅包括两年内(2015年至2016年)发表的论文。(b)按宏观应用领域分类的饼状图。(c)非临床研究论文各领域分类饼图。(d)临床研究论文各领域分类饼图。
临床研究主要集中在新生儿(占临床应用的37%)和癫痫(占27%)[图3(d)]。虽然应用略少，但fNIRS-EEG在术中环境中应用良好(手术，16%)。次要临床应用为康复(占临床应用的8%)、儿童发展(6%)和精神病学(6%)。
的确，振幅整合脑电图（amplitude-integrated electroencephalography , aEEG）经常使用在新生儿重症监护病房：有限数量的EEG通道放置于新生儿头皮上，通常只有一对，在双侧顶叶或者中间区域，数据以半对数时间压缩标度（semilogarithmic timecompressed scale）显示。EEG的有效性在早产儿、足月婴儿缺氧缺血和疑似癫痫发作的婴儿中已被证实。在这种情况下，fNIRS被用来无创地收集表征代谢活性的参数，通常使用少量的光极。HHb和O2Hb、rSO2和FTOE的变化提供了一种持续监测脑氧失衡的方法。
fNIRS技术与EEG技术的结合可能成为未来新生儿脑监测的发展方向。目前，两种不同的传统fNIRS和EEG系统通常同时进行同步测量。特别是，在双侧顶叶或颞叶区域的近红外传感器很少与脑电图一起应用。
低氧输送可能是早产和足月新生儿脑损伤的原因。目前，脑冷却是新生儿窒息的首选治疗方法，近红外光谱(fNIRS)联合脑电图(EEG)可能是监测低体温过程中CBV、脑氧合和脑电活动的一种有价值的方法，可能揭示其疗效。此外，一些研究考察了fNIRS-EEG监测对窒息的预后价值，但没有结论性的结果。在生命的前72小时内，fNIRS在监测大脑氧饱和度以指导治疗方面的功效也在临床试验中得到了研究:在fNIRS指导治疗的婴儿中，EEG结果证明，大脑缺氧的负担减轻了。近红外光谱(NIRS)和脑电图(EEG)已被用来描述婴儿大脑功能的变化。在早产儿中，联合技术可能会对大脑功能提供新的见解，以识别出出生后潜在的脆弱状况，并更好地理解所需的治疗。事实上，脑电图活动的成熟程度增加与脑氧提取的变异性降低有关，并伴随着FTOE的增加。此外，出生后一小时的氧合可能是大脑脆弱的一个生物标志。
在产后过渡期间，即出生后的前15分钟内，fNIRS和EEG提供的有用信息可能有助于指导复苏。起初低脑活动(即低脑电图活动)的新生儿在出生后立即过渡期间同时显示低rSO2值，需要复苏的受损新生儿表现出与未受损新生儿不同的大脑活动。此外，fNIRS-EEG联合脑监测已被用于监测动脉转换手术中深低温循环停止时的脑功能。重症监护病房的一个重要问题是了解婴儿对他们所接受的痛苦治疗的反应。一种测量婴儿大脑对周围伤害和感觉刺激的反应的多模态方法已经被测试。值得注意的是，对体感和伤害性刺激反应的单试次分析表明，对于感官刺激，一种综合方法也可以成功地应用于研究新生儿对其他形式刺激的大脑反应，例如光刺激时的视觉反应，以及在正常发育过程中监测大脑的感觉处理能力。比如婴儿在出生后6个月内的声音处理。
fNIRS-EEG记录也用于监测患病或受伤儿童(学龄前和小学年龄)的大脑状态。fNIRS-EEG监测特别适合于研究儿童的大脑反应，而不会引起严重的约束和不适。这对患有神经发育问题的儿童尤其重要。
Zennifa等人使用监测了智力发育迟缓儿童的无约束认知状态。Marx等人通过神经反馈方法研究了fNIRS对儿童注意缺陷多动障碍(ADHD)的治疗。该研究对ADHD患儿前额叶皮层O2Hb进行了测量和反馈。将fNIRS-神经反馈与EEG（皮层慢电位）和肌电图(electromyographic , EMG)信号(即左右冈上肌的肌肉活动)反馈进行比较。该任务被用来增加或减少前额叶皮层的血流动力学活动(fNIRS)，产生SCP的正或负转换(EEG)，或增加或减少肌肉活动。作者指出，根据不同指标，fNIRS和EEG或EMG训练后4周和6个月ADHD症状明显减轻。
fNIRS-EEG测量也用于儿童创伤性脑损伤(TBI)的监测。事实上，儿童在TBI后通常会发生继发性弥漫性脑肿胀。Adelson等人对严重TBI儿童使用fNIRS，并将Hb、O2Hb和HbT波动与颅内压(ICP)、平均动脉压(MAP)和脑电图指标进行比较。研究人员发现HbT增加，ICP和MAP参数变差，表明损伤后脑血管扩张增加。他们还注意到，在临床癫痫发作前数小时，创伤后癫痫发作前出现了一种无法解释的快速脑氧过度。研究人员得出结论，
fNIRS-EEG可以长时间连续监测，因为不需要过度限制受试者。这一特点在癫痫患者的研究中具有至关重要的意义。fNIRS-EEG同步测量被广泛应用于癫痫患者。
注意，本节中的研究是通过将它们细分为两种研究：该划分并不是基于临床方面进行的，例如是否存在间歇性放电、局灶性癫痫和/或全身性癫痫。
Steinhoff等人进行了一项试验研究，他们将近红外光谱(fNIRS)记录与视频脑电图(video-EEG)相结合，对两名中颞源性顽固性癫痫患者进行术前评估。两个近红外传感器被放置在额叶上。同侧测量结果显示癫痫发作期间血饱和度明显降低，并出现峰值。基于视频脑电图和近红外光谱的结果，选择性海马杏仁核切除术的良好结果证实了正确的偏侧化。
在过去的二十年中进行的联合研究主要是为了评估fNIRS在癫痫患者中的有效性，主要关注在不同时间尺度和大脑位置的关于使用fNIRS-EEG记录识别局灶性癫痫发作和癫痫样放电的良好回顾，请参阅参考文献。
Adelson等人结合fNIRS-EEG研究颅周期脑氧合。记录突发事件，并在发作前、发作内和发作后评估血氧可用性。这项研究是初步的，只包括两名患者（年龄差异很大），并且只使用了几个光极。他们发现，发作前1到10小时大脑氧合增加。持续发作活动和孤立发作事件与脑氧可用性降低相关。不同类型癫痫发作的脑氧可用性存在差异。seal通过同时记录fNIRS和video-EEG研究额叶头皮的血流动力学变化是否可以预测颞叶癫痫发作。一个近红外光谱传感器被放置在6名患者第一次记录到癫痫的同侧。rSO2在癫痫发作前5分钟左右阶段增加，接近发作时下降。癫痫发作后，rSO2再次增加，过度氧化状态持续约35分钟。Sokoloff等研究了20例围期危重新生儿。他们通过同时的近红外光谱(fNIRS)和视频脑电图(video-EEG)估计了大脑和全身的rSO2。与基线和发作后阶段相比，癫痫发作期间rSO2下降(基线81.2 vs .发作期77.7 vs .发作后79.4)。FTOE在癫痫发作期间最高。此外，他们评估了服用苯巴比妥对婴儿的影响。给药后，脑rSO2升高，FTOE下降，与苯巴比妥剂量呈单调关系。Roche-Labarbe等人研究了儿童失神癫痫期间的代谢/血流动力学大脑活动。他们用fNIRS-EEG系统测量HHb、O2Hb和HbT(左额区1个fNIRS通道，11个电极根据10-20系统定位)。他们记录了6例广泛棘慢波发放(generalized spike-and-wave discharges, GSWD)患者的额叶血流动力学波动。GSWD与额叶区组织氧合增加有关(在GSWD发生前10秒开始)，随后是一个强的脱氧阶段，氧合和CBV再次增加，最后回到基线。Watanabe等人研究了12例难治性癫痫患者在癫痫发作期间的区域CBV。采用8通道或24通道近红外光谱分别对9名受试者和3名受试者进行测试。用倍镁瑞德注射液诱发癫痫发作。在所有病例中，rCBV在癫痫发作后迅速增加。rCBV的增加持续时间为30 ~ 60 s。Shichiri等监测了两名有症状性癫痫患者的CBV，这些患者的癫痫放电在脑电图中未被识别。fNIRS监测显示右额叶CBV升高，发病前10 min开始，持续3 h。
Machado等人比较了TD和基于GLM方法的时频域(小波)方法来检测癫痫活动期间的血流动力学反应。利用脑电图检测癫痫发作放电时间。这个研究基于一位癫痫患者，通过使用不同的信噪比的两种真实模拟进行了测试。对于fNIRS，小波分析比TD分析更具体。43个fNIRS通道(21个光源和8个探测器)分别位于右额区、双侧矢状窦旁区和双侧中央沟。19个电极的EEG按10 - 20系统放置。在10岁的癫痫患者中发现CBV的局灶性增加，
Pouliot等人利用高密度fNIRS-EEG记录(超过100个fNIRS通道和19个EEG传感器)研究了后癫痫。在脑电图上标记尖峰和癫痫，并用标准的血流动力学反应函数进行卷积，用于GLM分析。在检查的9名患者中，有7名患者的癫痫发作(3名患者)和尖峰发作(7名患者)的GLM结果对癫痫灶广泛敏感，并且在5名患者身上存在特异性。Hbb反应局限于枕叶或顶叶区域。同一组还报告了fNIRS-EEG记录和分析，用于监测颞叶和额叶癫痫发作。作者发现癫痫发作时双侧CBV和O2Hb增加，Hbb下降，接着Hbb上升。此外，他们发现当癫痫活动局限于颞叶时，早期远端额叶和/或顶叶区域的血流动力学发生了不均匀的变化。额叶癫痫发作的血流动力学改变包括偏侧化和局部CBV和O2Hb的增加，以及异质性Hbb反应。此外，在同源对侧区域观察到快速的血流动力学改变，即使没有明显的传播性癫痫活动。
其他涉及fNIRS-EEG测量的研究是针对致痫灶的定位。Watanabe等研究了在32例难治性癫痫患者的长期脑电图监测中使用多通道fNIRS(24通道)来评估CBV变化。目的是找到引起癫痫的病灶。在96%的病例中，fNIRS显示癫痫病灶侧明显的高灌注，而单光子发射计算机断层SPECT显像显示69%的病例高灌注。Peng等人同时对40名耐药局灶性癫痫患者进行了一项fNIRS-EEG研究，该研究使用了大范围的双侧覆盖(64个光源和16个探测器，19个EEG电极)。他们绘制了癫痫发作间期放电引起的血红蛋白波动的地形图。他们报告了62%的新皮质癫痫患者在癫痫病灶被确定的情况下HHb的显著变异。对难治性癫痫患者的术前调查也进行了研究。Gallagher等人记录了fNIRS-EEG信号，以评估起病区位置(28个fNIRS通道位于右额双侧矢状窦旁区和双侧中央沟，18个EEG电极)。一名患者接受了长时间的记录，并将结果与其他手术前技术进行了比较。结果表明，fNIRS-EEG联合应用可提高始发区定位的准确性。在最近的一项研究中，评估了fNIRS-EEG对顽固性癫痫男孩的术前可用性。在这项研究中，他们将受试者在执行表达和接受性语言任务时获得的高密度fNIRS(11个探测器和46个光源)结果与使用fMRI获得的结果进行了比较。
Arca Diaz等人研究了fNIRS在治疗有轻微或无临床表现的癫痫持续状态婴儿的有效性。同时监测EEG活动和脑rSO2。他们发现抗癫痫药物影响rSO2波动和EEG癫痫发作的频率。他们认为fNIRS可以用来衡量具有类似疾病表现的患者抗癫痫药物的效果。在另一项最近的研究中，Visani等人评估了皮质性肌阵挛患者单侧手部运动时的血流动力学和脑电图信号。使用TD-fNIRS-EEG(感觉运动区16个fNIRS通道，以C3和C4为中心，19个脑电图传感器)和fMRI对10名进行性肌阵挛性癫痫患者和12名健康对照组进行了测量。分析运动任务中α和β波段的HHb、O2Hb、BOLD变化和ERD/ERS。在患者组，TD-fNIRS和fMRI数据高度相关。TD-fNIRS和fMRI显示，与对照组相比，患者组的血流动力学改变更小，运动后β反弹最小或不存在。
监测的目的是预测围手术期需要动脉分流的脑缺血。事实上，CEA过程中的夹持会导致脑血流发生重大变化，从而导致脑损伤。在颈动脉CEA中，使用fNIRS测量rSO2，并监测双侧EEG信号。de Letter等人以EEG为金标准，旨在评估fNIRS脑血氧测定在CEA期间对缺血的敏感性和特异性。脑血管rSO2在夹持期间的变化与脑电分析数据进行比较。在rSO2下降5%的临界值下，灵敏度为100%，特异性为44%。他们的结论是，fNIRS rSO2指标单独不足以获得良好的过程特异性，需要进一步验证。同样的方法和相似的结果也被其他研究者调查过。Moritz等人将fNIRS-EEG与经颅多普勒(TCD)和颈内动脉压(残端压，SP)测量相结合。脑电图测量基于SEP估计。在48例区域麻醉下接受颈动脉手术的患者中，当神经功能恶化时假设有脑缺血。在夹持过程中，记录最小rSO2及其百分比变化、SEP振幅百分比变化、TCD平均速度百分比变化、TCD平均速度百分比变化和SP的平均变化。数据分析突出了TCD和rSO2百分比变化以及SP测量的最佳性能。SEP监测的性能较低。Mauermann等用双侧fNIRS-EEG研究了90例单侧CEA患者。评估脑rSO2的变化。CEA颈动脉交锁术中rSO2的普遍下降与脑电图的分流需要有关。
Pennekamp等人在一项前瞻性群组研究中进行了fNIRS-EEG和TCD测量。通过预先确定的脑电图alpha、beta、theta或delta活动的变化，选择性地放置腔内分流器。估计额叶rSO2和平均血流速度(TCD)。ROC分析显示，全身麻醉时CEA检测脑缺血的最佳临界值为rSO2下降16%，平均速度下降48%。作者发现，fNIRS和TCD测量具有中等的敏感性，但具有很高的特异性。他们建议近红外光谱测量可以适用于排除患者不必要的分流使用。Perez等人发现，在夹持过程中，手术侧和对侧的rSO2显著低于基线值(分别为17.6%和9.4%)。分流术后，对侧rSO2恢复到基线，而手术侧rSO2明显低于基线(9.0%)，直到术后移除分流。在夹紧时，手术侧和对侧处理的脑电图也低于基线(分别为19.9%和20.6%)。然而，在分流激活后，处理后的脑电图回到双侧基线值。在研究过程中，他们发现rSO2监测器在临床上比脑电图监测器(20.0%失败率)更可靠(4.4%失败率)。他们还强调了在CEA期间预测脑缺血的综合指标来决定是否进行颈动脉分流的可能性。
事实上，各种研究已经证明，许多接受心脏手术的患者都有中枢神经系统受损的证据。尽管有证据表明脑栓塞是此类患者围手术期中枢神经系统发病的主要原因，但脑灌注压和血流的改变也会影响栓塞损伤的程度。Nollert等用fNIRS-EEG评估了41例接受体外循环心脏手术的患者。用近红外光谱估计HHb和O2Hb。神经心理测试(如minimental-state test)表明4例患者术后存在可逆性神经心理缺陷。这些患者的HHb和O2Hb浓度变化支持了心脏手术后患者的神经心理缺陷可能是由术中脑缺氧引起的假设。
已有研究考察了双相情感障碍、精神分裂症和游戏成瘾的神经相关因素。双相情感障碍患者的fNIRS研究表明，与重度抑郁症患者或健康受试者相比，在语言流利性任务中前额叶活动较低，且近红外光谱反应发生改变。EEG显示，gamma, beta和alpha波段活动的改变与额叶异常激活和额颞-顶叶连通性缺陷有关。
已有研究使用fNIRS-EEG系统考察精神分裂症患者可能的语言感知神经生理标记。特别是，fNIRS与ERPs结合，这在以前被证明是研究精神病人语言处理能力的有用工具。向22名患者呈现字面的、隐喻的或无意义的句子，EEG分析显示精神病人N400和左半球激活均发生改变。与对照组不同的是，相关分析显示精神病人的fNIRS-ERPs关联较弱。最后，有研究对日本游戏成瘾人群进行了fNIRS-EEG研究。结果显示，在游戏过程中，O2Hb的下降与成瘾受试者的beta波段功率的下降相关，但alpha波段功率没有变化。
康复是神经系统疾病急症后护理的基本组成部分。fNIRS-EEG监测恢复期脑活动，对不限制患者活动的情况下提供脑功能信息有很大帮助。fNIRS-EEG监测已被应用于康复目的，无论是监测功能性大脑恢复，还是通过依赖于先前描述的BCI技术的程序，Pittaccio等人研究了早期被动运动在刺激控制下肢的大脑皮层区域中的潜在作用。他们通过fNIRS-EEG(64通道-传感器)系统监测了4名受试者在下肢主动和被动活动过程中运动和躯体感觉区域的大脑活动。记录过程的空间相关性分析强调了两种测量中主动和被动活动的相似模式，特别是在对侧运动前区。结果表明，被动运动可以提供与自主控制类似的处理方式的躯体感觉信息。fNIRS-EEG也已通过BCI用于急性后神经运动恢复。脑卒中运动康复BCI包括强化训练，将与患者移动麻痹肢体意图相关的大脑活动与辅助装置引导的麻痹肢体运动的偶发感觉反馈联系起来。在一项对照研究中，BCI训练被证明可以显著改善脑卒中患者的严重麻痹的运动表现。
鉴于近30年来fNIRS-EEG在多个领域的应用和持续发展的势头，多模态技术的前景是可观的。
与fMRI等其他技术相比，必须提到的是，fNIRS-EEG测量对的敏感性较差。此外，布局位置不足可能影响到器件的机械可靠性，尤其是在使用大量传感器的情况下。EEG通常需要使用凝胶、盐水和/或膏状物来保持电极在原位并降低阻抗，而良好的fNIRS信号依赖于机械刚性和与头皮表面适当的光电耦合。事实上，标准的fNIRS通过光纤束将光注入和检测头皮。光纤允许受试者电绝缘。然而，事实上，标准的fNIRS探测器很难直接放置在受试者的头上，特别是有EEG凝胶存在的情形下。这是由于所采用的敏感探测器的高电压偏差，如光电倍增管或硅雪崩光电二极管。这也导致了在受试者头部放置电极和光电器件的准备时间很长。虽然这种局限性可以通过增加光学贴片和电极帽的机械稳定性和可靠性来部分克服，但这两种系统都需要在受试者头皮上精确放置数十个电极/光电器件。可以采用不同的程序和技术进步来跨越这些限制。从fNIRS的角度来看，使用发光二极管、硅光电倍增管(SiPM)和/或硅光电二极管(SPDs)可以增加空间可用性，避免使用光纤/束。在脑电图中使用干电极可以避免导电膏。值得一提的是，很少有人尝试创建fNIRS-EEG组合解决方案，而这两种技术的应用常常基于两个独立的电缆系统。据我们所知，市场上缺乏稳定舒适的fNIRS-EEG帽子的可用解决方案。虽然在过去的10年里取得了一些进展，但还没有一个完美的解决方案，大多数研究团队都自己制作帽子。考虑到本综述中所报道的研究中所使用的光电二极管和电极数量的巨大可变性，这一点是显而易见的。这个问题是fNIRS-EEG记录在临床和非临床环境中广泛使用的一个明显的限制因素。
便携式、无光纤、这对于诊断大脑功能异常是至关重要的，因为人为的和严格约束环境可能会干扰患者的行为和生理状态。此外，
本文对近红外光谱(fNIRS)、脑电图(EEG)以及fNIRS-EEG联合系统进行了介绍和讨论。此外，多模态测量在临床和非临床上的主要研究领域被列出。因此，fNIRS和EEG提供了不同的物理和生理信息，以其灵活、轻量级的优势应用于很多大脑研究领域。
在非临床应用中，fNIRS-EEG通过测量人类大脑功能的时空血流动力学和电活动，研究评估了大脑对外部感官刺激(听觉或视觉)或更复杂的大脑功能(如语言、运动意图、WM和情绪)的反应。fNIRS-EEG也被应用于社会互动研究。在脑功能领域的一个有趣的应用是研究重力条件变化时的脑状态本体感觉。此外，BCI清楚地显示了多模态fNIRS-EEG记录的有益作用。多模态BCI主要应用于感觉运动成像和SSVEP分类。fNIRS- EEG系统还被用于研究神经血管耦合。采用三种不同的实验方法，用fNIRS-EEG评估神经血管耦合。一些研究小组采用静息状态范式研究神经血管耦合。另一些人则根据任务相关反应来评估神经血管耦合。进一步研究了依赖于血管外或电操作(通过阳极tDCS)的神经血管耦合。fNIRS-EEG在非临床环境中的一个次要应用领域是睡眠研究。
在临床环境中，fNIRS-EEG因其便携性、重量轻、适合长期监测而被广泛应用于新生儿监测。一般来说，在新生儿和整体临床研究中，与非临床应用相比，使用更稀疏的光极和电极阵列。fNIRS-EEG已被应用于新生儿出生后立即监测脑缺氧或脑活动及氧合情况。采用fNIRS-EEG同步监测深低温停循环。对疼痛治疗的反应和感觉相关的大脑反应的程度进行评估。fNIRS-EEG在临床中的另一个重要应用是癫痫患者监测。在这一领域，与新生儿相似，fNIRS-EEG灵活性对于连