2025年，挪威奧斯陸大學團隊聯合斯塔萬格交響樂團（SSO），在《Sensors》期刊發表研究，該研究通過無線fNIRS設備實時記錄了兩位小提琴手在七場音樂會中的腦活動，并實現了大腦激活的實時可視化。研究人員還探討了重復表演對右半球特定腦區的影響。這項創新性的研究推動神經科學與藝術的交融，更為未來音樂療法、教育及腦機接口技術提供新思路。

研究團隊選擇SSO樂團中擔任不同聲部角色的兩位小提琴手為對象，在其表演時佩戴無線fNIRS頭戴設備（Artinis Brite MKII），在七場公開音樂會中進行持續監測，將雙人腦活動同步記錄擴展至交響樂團復雜場景（見圖2）。每場音樂會演奏16首樂曲。

每個小提琴手佩戴的頭帽上均在右半球設置通道（避免光極在左邊影響演奏），包含兩個2*4通道和兩個2*5通道，其中2*5通道里面包含兩個短距通道（SSCs），用來在后期的計算時有效的減去由于頭皮、顱骨、 腦積液等組織影響的光子能量帶來的血氧的濃度變化，提高fNIRS的信噪比。

通道覆蓋右半球四個關鍵感興趣腦區（見圖3）：前回（Precentral Gyrus, PRG，負責運動控制）、后回（Postcentral Gyrus, POG，與本體感覺相關）、顳上回（Superior Temporal Gyrus, STG，負責聽覺處理）及右額下回（right Inferior Frontal Gyrus, rIFG，注意力調控）。借組近紅外光吸收原理，實時捕捉氧合血紅蛋白（HbO）、脫氧血紅蛋白（HbR）及總血紅蛋白（HbT）濃度變化，以此來“解讀”小提琴手演奏過程中的大腦體驗。

兩個小提琴手的數據由兩臺設備分別記錄和兩臺單獨的筆記本電腦分別控制。研究人員在筆記本電腦之間設置實驗室流媒體層（Lab Streaming Layer，LSL）實現兩個設備數據同步采集和事件標簽同步。同時，研究人員還利用OBS Studio 讓兩臺設備的數據（兩個大腦）能同時呈現（見圖2）。

數據經OxySoft軟件轉換導出后，進一步通過Matlab工具包（Homer3、Brainstorm）進行信號去噪、源定位及統計分析。

該研究初次將fNIRS技術應用于交響樂團實景，突破了以往實驗室研究的靜態限制，藝術與科學的結合將音樂研究從主觀描述推向計算神經模型。

然而，該研究也發現小提琴手因濃密金發導致fNIRS信號衰減40%，并且受限于fNIRS的空間分辨率（2-3 cm），難以精確區分PRG與POG等相鄰腦區，暴露出現有設備在多樣性群體中的應用局限。后續實驗可引入高密度fNIRS排布與個體化頭模配準技術，以提升信號精度與腦區定位能力。

此外，未采集音樂家的主觀體驗數據（如情感狀態、疲勞度），未來需通過混合方法（Mixed Methods）實現主客觀數據的三角驗證。

Maude Fagerland, Steffen & L?ve, Andreas & Helliesen, Tord & Martinsen, ?rjan & Revheim, Mona-Elisabeth & Endestad, Tor. (2025). Method for Using Functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) to Explore Music-Induced Brain Activation in Orchestral Musicians in Concert. Sensors. 25. 1807. 10.3390/s25061807.

該研究由跨學科團隊合作完成，包括奧斯陸大學醫院干預中心及奧斯陸大學心理學系RITMO跨學科研究中心（RITMO Centre, University of Oslo），以及奧斯陸大學物理系和奧斯陸大學醫院臨床與生物醫學工程系，挪威海爾格蘭醫院神經心理學系的研究人員。

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