Спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (NIRS) — это неинвазивная технология, которая измеряет изменения относительных концентраций оксигенированного гемоглобина (O2Hb) и дезоксигенированного гемоглобина (HHb) на ограниченном участке ткани, например, в мышцах или мозге.

Поскольку  метод NIRS неинвазивен, прост в использовании и зачастую портативен, его можно применять в самых разных областях исследований, включая эксперименты, включающие поступательные движение (бег, ходьба) или физические упражнения.

Такие преимущества делают его идеальным инструментом, который можно использовать не только для экспериментов, проводимых в лаборатории, но и в «полевых» естественных условиях.

В исследованиях, наиболее часто NIRS применяется одновременно к коре головного мозга и мышцам, чтобы получить информацию о нервной и мышечной активности, например, во время физических упражнений, тестов на внимательность, и длительных  «марафонских» нагрузках.

Первые применения NIRS часто проводились исключительно для спортивных исследований, особенно для мониторинга локального потребления кислорода в различных группах мышц. В последние годы использование NIRS для измерения активности мозга все чаще используется в науках о спорте и физических упражнениях, поскольку такое исследование может предоставить информацию о когнитивном состоянии, процессах принятия решений или двигательной активности во время упражнений  или оценить эффект определенных стратегий тренировок для улучшения спортивных результатов.

Zadeh et al провели исследование, чтобы одновременно измерить и сравнить мозговую и мышечную оксигенацию во время прогрессивных упражнений (упражнения с возрастающей нагрузкой). Участники выполняли тест с максимальной дополнительной нагрузкой, при этом измерения NIRS проводились в префронтальной коре и латеральной широкой мышце с помощью PortaLite / PortaMon до и после достижения анаэробного порога (АТ). В латеральной широкой мышце Hb-diff (разница между O2Hb и HHb) значительно снизилась после АТ. Напротив, сообщалось об увеличении Hb-diff в префронтальной коре после АТ, что указывает на хорошо функционирующую церебральную ауторегуляцию даже при метаболическом утомлении. Результаты подтвердили возможность измерения оксигенации мозга и мышц одновременно с NIRS во время прогрессивных упражнений.

В исследовании Cherouveim et al оценивалась связь между ограничением мышечного кровотока, изменениями церебральной гемодинамики и снижением физической активности. Одновременно измерялись активности префронтального мозга и оксигенации мышц латеральной широкой мышцы бедра, в то время как участники выполняли максимальные дополнительные упражнения с (WC) и без (NC) ограничения кровотока. Мышечная оксигенация и производительность упражнений значительно снизились в состоянии NC по сравнению с WC.

Компания Телебиомет считает, что NIRS могут обеспечить оптимальное решение для комбинированных измерений. В компании разработано устройство BIXXI, которое позволяет путём измерения оксигенации и дезоксигенации левой лобной доли головного мозга определить уровень его активной работы или пассивного состояния. Это, в свою очередь, позволяет мониторить состояния нагрузки и перегрузки человека в ходе выполнения различных видов деятельности.

Компактность и удобство применения Bixxi  обеспечивает возможность использования этого устройства как в спорте – для выбора оптимального режима тренировок и оценки готовности спортсмена, так и в работе или обучении. Например, его можно применить для оценки уровня усталости пилотов, диспетчеров или студентов в ходе занятий, что помогает оптимизировать эти процессы. Устройство также отлично работает в качестве эффективного нейротренажера.