社会互动在人际交往中起着非常重要的作用，然而其神经机制却未得到深入阐明。研究问题的需要促进了研究技术的发展，一种同时记录多个大脑活动，旨在研究人类社会互动的新的神经机制测量方式——超扫描（hyperscanning）应运而生。
01 什么是超扫描？
超扫描是指借助神经影像学技术同时记录共同完成某一认知活动的多人脑活动技术，可用于分析大脑信号间的相似性、相关性、相干性以及因果关系等。主要有基于脑电、功能性磁共振成像、功能性近红外光谱成像的超扫描技术等[1]。
超扫描的应用
当前，超扫描技术发展迅速并成为主流的认知神经科学研究手段之一。
总体而言，超扫描技术主要被应用于人际神经科学（interpersonal neuroscience）领域，旨在揭示社会交流或决策中群体的神经活动模式。研究者往往从感知运动、信息交流、社会决策等方面开展脑际认知同步的研究，并探索相应的影响因素。
感知运动方面的研究主要涉及不同手势动作的模仿或协作发生时的多脑耦合机制；信息交流分为表情交流、动作交流（如模仿与动作协调）、言语交流等活动发生时的多脑耦合机制；社会决策方面的研究则围绕协作、合作与竞争等互动发生时的多脑耦合机制展开探讨。
02 基于fNIRS的超扫描技术
功能性近红外光谱成像（fNIRS）是近年发展起来的一种光学脑成像技术，被广泛应用于运动、康复医学和儿童等研究中。基于fNIRS的超扫描 – 同时测量多个受试者的脑氧合 ，最近在不同的研究领域引发了广泛的关注，它通常用于研究不同大脑区域和大脑间在社交互动中的活动。
fNIRS 及其相对优势
相比EEG和fMRI等认知神经科学研究方法而言，fNIRS技术在社会认知神经科学研究领域的应用则具有明显优势。
首先，fNIRS利用光学传播原理，即近红外光在大脑皮层组织传播过程中被吸收和折射的原理，动态测量氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白及总血红蛋白浓度随时间变化的情况，对被试身体没有任何损害，安全性比较高。
其次，fNIRS仪器构造简单，小巧便携，使近红外研究不受时间和空间的限制，使用起来更为方便。同时，由于不需要在封闭的空间下进行试验，fNIRS超扫描非常适用于自然情境下的人际互动行为研究。
第三，光极帽可定制，使光极更好地贴合不同被试的头皮，能够适用于从新生儿到老年人各年龄段的被试研究。
第四，fNIRS 技术的空间分辨率相对较高，空间分辨率可以达到 1-2 cm，高于EEG，时间分辨率虽不及EEG，但可以达到 0.1 秒，高于 fMRI。
最后，由于近红外光与电场、磁场不会发生相互作用，故fNIRS可以实现与经颅磁刺激（TMS）、经颅电刺激（tES）等研究技术的融合，进而收集多模态脑活动数据，提高实验研究结果的可信度和说服力。
fNIRS因其安全及灵活性可应用于婴幼儿研究
03 fNIRS超扫描研究案例
在社会认知神经科学领域，最早最多使用 fNIRS 同步交互记录技术进行研究的领域就是合作和竞争的脑间交互的神经机制。
fNIRS超扫描应用于合作和竞争研究
合作与竞争是社会互动的两种形式，也是社会决策博弈论的重要内容。近年来，研究者利用囚徒困境、纸牌游戏和按键任务等经典范式通过超扫描对合作与竞争进行了研究[2]。Funane 等（2011）最先利用fNIRS 技术同时记录了成对被试在合作按键时的脑活动，发现互动双方的前额叶具有显著增加的脑间神经同步性，且该同步性越高合作质量也越好。随后，Cui 等（2012）改进了实验设计（增加了竞争按键、分别单独按键两种对照条件）后发现了一致的结果。后续合作按键研究沿用 Cui 等人的实验设计，就性别差异进行了进一步的探索。Cheng 等（2015）的研究发现只有异性被试对在合作中出现了这一效应，同性被试对却没有这一效应，体现出“异性效应”，即“男女搭配干活不累”。
基于回合制合作与竞争的脑间网络：近红外光谱的超扫描研究（https://doi.org/10.1038/s41598-017-09226-w）
基于fNIRS的国际跳棋对弈超扫描研究设计
对前沿研究的不断探索促进了研究技术的发展，同时也推动了研究设备的不断迭代和更新。Artinis作为一家近红外光谱成像系统供应商，一直致力于近红外技术的发展与革新。
穿戴Brite Frontal同时测量两个受试者在跳棋对弈中的大脑活动
近日，为了评估Artinis设备在竞争性社交互动中执行超扫描的可行性，Artinis研究人员在其内部进行了一项内部小型研究，称之为“检查挑战”，在这个实验设计中六对受试者两两对弈，使用Brite Frontal（于去年年末新推出的一款新一代多通道便携式脑成像系统）同时测量两名参与者的前额叶脑氧合变化。众所周知，前额叶皮层在认知、情绪和社交互动中发挥作用。
本文简要介绍了fNIRS在超扫描研究中的应用，在之后的推送中，我们将进一步阐述基于fNIRS的超扫描在探索国际象棋对弈中大脑活动的研究设计、数据采集和（基本）数据分析方法。敬请关注。
参考文献：
[1]刘燊,甘烨彤.超扫描研究的热点与未来发展趋势：基于文献计量学的分析[J].应用心理学,2022,28(02):180-192.
[2]蔺义芹,张丹丹.超扫描技术在社会认知神经科学中的作用[J].应用心理学,2017,23(04):300-308.
[3]李玉华，陈睿，何清华. (2018). 功能性近红外光谱技术在社会互动脑机制研究中的应用. 心 理科学，41(2): 305-311.
