脑血流动力学监测：近红外二区光学脑影像可以通过测量氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化，反映脑血流量和脑氧饱和度的变化，从而监测脑血流动力学的状态。这对于评估脑缺血、脑损伤、颅内压增高等病理情况有重要意义。

脑功能成像：近红外二区光学脑影像可以通过检测神经活动引起的局部血流变化，反映大脑皮层的功能区域和功能连接。这对于研究认知、情感、社会等高级神经功能有重要价值3 。近红外二区光学脑影像也可以与其他神经影像技术如fMRI、EEG等结合，实现多模态融合成像。

光遗传学和光刺激：近红外二区光学脑影像可以利用特定的荧光探针或光敏分子，实现对特定的神经元或神经回路的标记和操控，从而揭示神经元活动与行为之间的因果关系 。近红外二区光学脑影像也可以利用特定的波长或强度的光，直接刺激或抑制神经元活动，从而调节神经信号传递或神经可塑性。

参考文献：

[1]Ferrari, M., & Quaresima, V. (2012). A brief review on the history of human functional near-infrared spectroscopy (fNIRS) development and fields of application. Neuroimage, 63(2), 921-935.

[2]Hoshi, Y. (2011). Towards the next generation of near-infrared spectroscopy. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 369(1955), 4425-4439.

[3] Scholkmann, F., Kleiser, S., Metz, A. J., Zimmermann, R., Mata Pavia, J., Wolf, U., & Wolf, M. (2014). A review on continuous wave functional near-infrared spectroscopy and imaging instrumentation and methodology. Neuroimage, 85, 6-27.