相比其他脑功能成像技术，近红外脑成像仪具有良好的空间分辨率、较高的采样率、更多的测量指标、良好的舒适性和较低的成本等优点，在认知神经科学和临床研究中有着较为广泛的应用；同时由于其抗运动干扰性强、便携可穿戴等特点，系统在运动科学、脑机接口等领域的价值也逐渐被研究者所认识。具体应用案例包括驾驶员的认知负荷研究、多模态脑机接口研究、操作人的情绪状态研究等。
近红外脑成像仪在医疗领域的作用
4.精神类和脑功能疾病
fNIRS在抑郁症、精神分裂症、多动症、阿尔兹海默症等研究与诊断中发挥越来越多的作用。
5.脑调控监护和评估
得益于fNIRS对电磁干扰不敏感，fNIRS成为重复经颅磁刺激（rTMS）与经颅直流电刺激（tDCS）等神经调控技术的监控与评估手段。
6.婴幼儿
由于婴幼儿的特殊性-难以保持静止同时无法表达，fMRI和EEG等脑成像手段难以在自然状态下开展工作。fNIRS设备佩戴体验更佳，不需要被试者太多的配合，对运动也有较强的抗干扰性。为婴幼儿的监护与诊断提供了新的选择。
7.脑功能康复
康复与效果评估通常与大幅度肢体运动、电磁刺激等联合开展，得益于fNIRS*优势，在中风、脑瘫、运动障碍、儿童多动症、抑郁症等疾病的康复评估与神经反馈康复治疗中发挥越来越大的作用。
近红外脑成像仪在科研领域的作用
1.心理学、认知神经科学
fNIRS为知觉、认知、情绪、人格、行为、人际关系、社会关系等提供了全新的研究手段。更低的成本和超高的生态效度，可以更好的满足科研工作者的使用需求。可实现多台设备、多个个体的集群成像，使得fNIRS在群体行为神经机制研究中扮演重要的工具角色。
2.运动人体科学
面对运动和自然情境下的脑研究和脑监护，fNIRS由于其原理上的天然优势，比脑电和功能核磁共振更容易开展。
3.更多拓展中的学科领域
作为较新出现的脑功能成像模态，fNIRS的应用领域也在不断拓展。如脑机接口、神经营销、（模拟/真实）驾驶状态脑监测、神经反馈等领域近几年不断有成果产出。
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