Принципы, методы и ограничения спектроскопии в ближней инфракрасной области

За последнее десятилетие изучение энергетики головного мозга и мышц претерпело радикальные изменения благодаря широкому внедрению неинвазивных методов, включая спектроскопию в ближней инфракрасной области (NIRS). В этом обзоре обобщены последние данные о принципах, методах, преимуществах, ограничениях и применении NIRS в физиологии физических нагрузок и нейронауках. Рассмотрены основные разновидности аппаратуры NIRS и измеряемые параметры. Свет в ближней инфракрасной области (700–1000 нм) проникает в поверхностные слои тканей — кожу, подкожную жировую клетчатку, череп и другие структуры — и либо поглощается хромофорами (оксигемоглобином, дезоксигемоглобином и миоглобином), либо рассеивается в тканях. NIRS представляет собой неинвазивный и относительно недорогой оптический метод, который всё шире применяется для измерения насыщения тканей кислородом, изменений объёма гемоглобина и косвенной оценки кровотока в головном мозге и мышцах, а также потребления кислорода мышцами. Насыщение тканей кислородом отражает динамическое равновесие между его доставкой и потреблением в сосудах микроциркуляторного русла, включая капилляры, артериолы и венулы. Также рассмотрена возможность измерения активации коры в ответ на различные стимулы и изменений окислительно-восстановительного состояния цитохромоксидазы коры при изменении доставки кислорода.