NIRS 是什麼？從大腦血氧理解憂鬱症

6/10/2026

用最白話的方式介紹近紅外光腦光譜（NIRS）技術，說明它如何觀察大腦前額葉血氧變化，以及這與憂鬱症情緒和認知功能的關係，幫助我們用更科學、客觀的視角理解憂鬱症。

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先說結論

NIRS（近紅外光腦光譜，Near-Infrared Spectroscopy）是一種用光來「看」大腦活動的技術。它透過貼在額頭上的感測器，發射肉眼看不到的近紅外光，偵測大腦表面血流中含氧量的變化。

當某個腦區正在努力工作，那裡的血流就會增加，含氧血紅素也跟著上升，而 NIRS 捕捉的就是這個訊號。

在憂鬱症研究裡，NIRS 幫助我們看見一件重要的事：憂鬱是大腦前額葉的功能狀態跟平常不一樣。憂鬱症案主在做需要專注或調節情緒的任務時，前額葉的血流含氧反應比健康的人低。

但要特別說清楚：NIRS 目前是輔助臨床診斷儀器。 它能幫助我們理解大腦，卻不能單靠它來判斷一個人「有沒有憂鬱症」，需要加上精神科醫師的臨床評估。

為什麼這個主題重要？

NIRS 的價值，在於讓我們有機會用比較客觀的方式，理解了大腦正在發生的事，案主就不用再把所有責任攬在自己身上。

NIRS 用白話說是什麼？

用手電筒「看」進大腦

想像你拿著一支特殊的手電筒，光照進一盆混濁的水裡。水越混濁，光穿透得越淺；水稍微清澈一點，光就走得遠一些。NIRS 的原理很類似。

我們的大腦表層（大腦皮質）佈滿了微血管。血液裡的「含氧血紅素」和「去氧血紅素」對近紅外光（波長大約 700–900 奈米）的吸收率不同。

NIRS 裝置發出兩種波長的近紅外光，光穿透頭皮和頭骨進入大腦表層約 2–3 公分深，然後被感測器接收。電腦計算光被吸收了多少，就能推算出這個區域的含氧血紅素濃度變化。

當你正在做一件需要動腦的事，比方說背一組數字、回答一個問題，相關腦區的神經細胞會更活躍，需要更多氧氣和葡萄糖，身體就自動增加那個區域的血流。這叫「神經血管偶合」（neurovascular coupling）。NIRS 量到的含氧血紅素上升，就是這個過程的外在表現。

前額葉是大腦的「執行長」

NIRS 最常偵測的區域是大腦前額葉（prefrontal cortex, PFC），就在額頭正後方。這個區域是大腦的指揮中心，負責的工作包括：

  • 做決定：評估選項、權衡利弊
  • 調節情緒：在生氣或難過的時候，幫你踩煞車
  • 工作記憶：暫時把資訊「放腦中」來使用，像記電話號碼
  • 計畫和組織：安排今天的待辦事項

前額葉裡有幾個重要的小區塊。在憂鬱症研究裡最常被提到的有兩個：

  1. 背外側前額葉（DLPFC）：跟認知控制、工作記憶有關。你可以把它想成大腦的「專注力引擎」。
  2. 眼眶額葉（OFC）：跟情緒評估、獎酬預期有關。它幫你判斷一件事是「好」還是「壞」，值不值得繼續做。

憂鬱症研究發現，這兩個區域在案主身上的活化模式跟健康的人不太一樣。

研究大多怎麼做？

用 NIRS 研究憂鬱症，最常見的做法是讓案主戴著 NIRS 帽子做認知或情緒任務，同時記錄前額葉的血氧變化。常用的任務有幾種：

語言流暢性任務（VFT）

最經典的設計。案主被要求在一分鐘內盡可能說出某個類別的詞（例如「動物」或「以『打』開頭的詞」）。這個任務需要調動前額葉的執行功能和語言能力，多數 fNIRS 憂鬱症研究都用過它。

自傳式記憶任務（AMT）

讓案主回憶並描述自己生命中正面或負面的事件。Wu 等人（2025）的研究就是用這個任務：先給案主看一張正面或負面的圖片，然後請他們回想自己的相關經驗，口語描述出來。整個過程大約 210 秒，包含休息和任務階段。這個任務的好處是直接碰觸情緒層面。憂鬱症案主往往對負面記憶有較強的反應，對正面記憶的回想能力則減弱。

情緒 Stroop 任務

在畫面上看到用某種顏色寫的字，案主要判斷字體的顏色，但字本身可能是情緒性的詞（像「失敗」「死亡」）或中性詞（像「桌子」）。Sklivanioti Greenfield 等人（2025）就是用這個任務搭配 fNIRS，研究 SSRI 藥物（escitalopram）對前額葉認知控制的影響。研究結果顯示，在有情緒干擾的情況下，前額葉需要花更多力氣來維持專注。而 SSRI 可能減少了前額葉在情緒任務中的「過度用力」，讓大腦用更有效率的方式來處理。

工作記憶任務（如 2-back）

給案主一串字母或數字，要求他們判斷目前出現的刺激跟往前數第二個是否一樣。這對工作記憶和持續注意力要求很高。有些研究也會用 n-back 任務來測試前額葉的負荷能力。

研究的基本流程

不管是哪種任務，典型的設計是：

  1. 休息期（30 秒左右）：案主靜靜坐著，讓大腦回到基線狀態
  2. 任務期（60–150 秒）：案主做指定的任務
  3. 休息期（30 秒）：再休息一段時間

研究人員比較任務期間和休息期間的含氧血紅素變化，看看各組之間有什麼不同。

目前研究看到什麼？

憂鬱症案主的前額葉「低活化」

過去十幾年的 fNIRS 研究，看到一個相當一致的現象：憂鬱症案主在做認知或情緒任務時，前額葉（尤其是背外側前額葉 DLPFC）的含氧血紅素上升幅度比健康的人少。

Wu 等人（2025）的研究提供了很清楚的例子。他們用 53 通道 fNIRS 測量了 237 位參與者（100 位健康對照組、137 位憂鬱症案主），讓所有人做自傳式記憶任務。結果發現：

  • 在回想正面記憶時，健康的人和有較高心理韌性的案主，左側 DLPFC 的含氧血紅素有明顯上升。
  • 在回想負面記憶時，這個差異消失了。憂鬱程度較重且心理韌性較低的案主，正面和負面之間的活化差異並不明顯。
  • 心理韌性（resilience）在憂鬱程度和左側眼眶額葉（OFC）活化之間扮演中介角色。也就是說，韌性越高的人，即使有憂鬱傾向，OFC 的血氧反應也比較接近健康狀態。

治療後前額葉活化可能恢復

Huang 和 Shan（2025）的縱貫性研究追蹤了接受抗憂鬱治療的案主，用 NIRS 在治療前後測量大腦血氧變化。他們觀察到，隨著治療進展、症狀改善，部分案主的前額葉活化模式有往正常方向恢復的趨勢。這表示大腦的功能狀態不是固定不變的，它有機會跟著治療一起好轉。

Biedroń 等人（2025）則從另一個角度切入：他們研究接受電痙攣治療（ECT）的嚴重憂鬱症案主，用 fNIRS 觀察治療前後的大腦變化，發現 fNIRS 的測量結果可能作為治療效果的一種生理參考指標。

前額葉功能跟日常症狀有關

研究看到的「低活化」模式，跟案主平常描述的困擾其實是對得上的：

  • 注意力變差：DLPFC 負責維持專注，活化不足時，你會覺得「讀一頁書要看好幾遍」
  • 做決定猶豫不決：OFC 參與價值判斷，功能下降時，連「午餐要吃什麼」都變得很難
  • 負面情緒停不下來：前額葉原本要幫忙踩煞車，煞車力道變弱，負面想法就一直轉
  • 對正面事物失去興趣：正面記憶回想時前額葉反應較弱，可能跟「提不起勁」有關

Sklivanioti Greenfield 等人（2025）的研究也佐證了這個觀點。他們讓健康人做認知和情緒 Stroop 任務，同時用 fNIRS 測量前額葉活化，並給予 SSRI（escitalopram）。結果發現 SSRI 減少了前額葉在處理情緒干擾時的過度活化。這暗示著，藥物可能不是直接「讓你變快樂」，而是幫助大腦用更省力的方式處理情緒訊息。

對案主與家屬有什麼實際意義？

「不是你的錯」：大腦功能是有跡可循的

NIRS 研究告訴我們，憂鬱症案主的大腦在做認知和情緒任務時，前額葉的生理反應確實跟健康的人不同。這不是意志力的問題，是大腦功能狀態的問題。就像視力不好需要戴眼鏡，大腦的功能狀態也需要適當的協助來恢復。

理解治療為什麼需要時間

Wu 等人（2025）的研究裡，心理韌性越高的人，即使有憂鬱症狀，前額葉的活化模式也比較健康。而 Huang 和 Shan（2025）的追蹤研究顯示，隨著治療進展，大腦活化可以慢慢恢復。這告訴我們兩件事：

  1. 心理韌性是「保護因子」。提升韌性（透過心理治療、支持系統、生活調整）可能幫助大腦維持較好的功能狀態。
  2. 大腦功能的恢復需要時間。這呼應了臨床上的經驗：抗憂鬱藥物通常要 2–6 週才開始見效，因為大腦的生理變化本來就需要時間。

對家屬來說

如果你身邊的人有憂鬱症，了解這些大腦研究可以幫助你用不同的眼光看待他們的行為：

  • 憂鬱症是大腦的執行功能暫時減弱了
  • 憂鬱症是情緒調節的腦區在運作遇到困難
  • 治療是在幫助大腦功能恢復正常的運作方式

什麼情況應該尋求專業協助？

如果您或您身邊的人有相關的情緒困擾，建議留意並適時尋求精神醫療團隊的專業協助。

💡 警訊提示：若出現以下情況請盡快求助

  • 持續兩週以上幾乎每天心情低落
  • 對原本喜歡的事情完全失去興趣
  • 睡眠品質明顯變差（失眠或睡太多）
  • 注意力和記憶力大幅下降，影響到工作或學業
  • 出現「活著沒意義」或自我傷害的想法
  • 食慾與體重明顯改變（吃太多或吃太少）
  • 持續感到極度疲倦，即使休息也無法恢復

在台北，李政洋身心診所和三軍總醫院內湖院區有 NIRS 的設備可以針對憂鬱症的診友做檢測。如果想要了解憂鬱症的相關腦部狀態，歡迎預約NIRS檢測。

延伸閱讀：NIRS 報告怎麼看？

常見問題 FAQ

NIRS 跟 CT、MRI 有什麼不同？

CT 和 MRI 主要是看大腦的「結構」，例如有沒有腫瘤、出血、組織損傷。fMRI（功能性 MRI）和 NIRS 看的是「功能」，也就是大腦在做事時哪些區域有反應。

檢查儀器 主要檢測內容 主要優點 主要限制
NIRS (近紅外光腦光譜) 測量前額葉皮質在活動時的「功能性」血氧變化。 小型便攜、可坐著進行、無痛無噪音、無輻射，適合高頻率追蹤。 只能測量大腦表層（約 2-3 公分深），空間解析度相較 MRI 較低。
CT (電腦斷層掃描) 高解析度的大腦「靜態結構」影像。 速度極快，能迅速排查急性出血、骨折或大型腫瘤。 含有微量電離輻射，無法看出大腦當下的即時功能活動。
fMRI (功能性磁振造影) 偵測「全腦」（含深層結構）的功能性血氧活動。 空間解析度高，能精準定位深層腦區的活化狀態。 儀器龐大、需平躺於狹窄密閉艙內、噪音大、易有幽閉恐懼。

簡單來說：CT/MRI 像「拍一張大腦的精細照片」，fNIRS/fMRI 像「錄一段大腦正在工作的動態影片」。兩者用途不同，臨床上互補使用。

做 NIRS 會痛嗎？

不會。NIRS 只需要在額頭戴上一頂有光纖探頭的帽子，探頭輕輕接觸頭皮。過程中不會有電流、不會打針、不會注射顯影劑。有些人可能覺得帽子戴久了稍微悶熱，但不會有任何疼痛感。整個測量過程通常只需要 10–30 分鐘。

一般醫院有 NIRS 嗎？

目前在台灣，NIRS/fNIRS 主要用在學術研究機構和醫學中心的臨床使用中(如三總、高雄長庚、其他醫院聽聞也邊預算陸續添購中)。如果你在診所中看到 NIRS 的結果，記得它需要搭配精神科醫師的評估，做綜合性的判讀。

大腦血氧變化代表什麼？

當大腦某個區域更活躍時，那裡的神經細胞需要更多能量，身體就輸送更多含氧血液過去。所以含氧血紅素增加，通常代表那個腦區「正在努力工作」。但血氧變化只是間接指標，它反映的是血流動態變化，並非直接測量神經細胞的電生理活動。

憂鬱症的大腦變化可以恢復嗎？

目前的科學證據是樂觀的。多項追蹤研究顯示，隨著症狀改善（不論是透過藥物治療、心理治療或兩者合併），大腦前額葉的功能活化模式有機會恢復到更接近健康的狀態（Huang & Shan, 2025）。大腦具有可塑性，會隨著經驗、復健與系統性治療而改變，這也是為什麼持續接受專業治療這麼重要。

參考文獻

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  2. Huang, J., & Shan, J. (2025). Application of near-infrared spectroscopy in early detection of antidepressant treatment efficacy in major depressive disorder: a longitudinal study. Actas Españolas de Psiquiatría, 53(2), 275–283. https://doi.org/10.62641/aep.v53i2.1708
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