在认知神经科学实验中，精准的时间同步不仅是技术细节，更是确保数据科学性和可重复性的关键因素。尤其在涉及多模态数据采集（如脑成像与行为响应）时，任一毫秒级的延迟或误差都可能对最终结果产生重大影响。
本文将聚焦于如何通过Socket通信技术，实现E-Prime刺激呈现程序与Cortivision功能近红外（fNIRS）设备之间的高精度Mark标记同步，从底层原理到实操配置，帮助科研人员在实验设计中准确锁定事件时刻，为后续数据分析提供可靠依据。无论您是刚接触近红外技术的新手，还是寻求优化实验流程的资深研究者，本文都将为您提供实用的技术参考与实施指南。
一、实验环境配置
1. 硬件准备：双机协同，缺一不可
近红外脑成像实验通常需要两台电脑默契配合，如同大脑的左右半球协同工作：
“大脑”记录者：Cortivision近红外主机
· 这台设备是实验的核心枢纽。它负责控制近红外光源、探测头，实时采集、预处理并存储来自被试大脑的光信号。请确保它已安装好，并连接好所有必要的光纤探头和传感器。
（小贴士：确保主机有足够的存储空间和稳定的电源，长时间数据采集无忧。）
“刺激”呈现者：刺激呈现专用电脑
· 我们强烈推荐使用运行E-Prime 3.0的电脑。E-Prime是心理学和认知神经科学领域广泛使用的、精度极高的刺激呈现与实验控制软件。这台电脑负责向被试展示精心设计的实验材料（如图片、文字、声音、视频），并精确记录被试的反（如按键、反应时）。实验流程的逻辑控制也在此完成。
（为什么强调专用？避免后台程序干扰，确保刺激呈现的精准性。）
2. 网络连接：稳定为王，毫秒必争
两台电脑并非独立运行，它们需要通过稳定、低延迟的网络进行通信。这是保证刺激事件（Stimulus Onset）与大脑信号（fNIRS Data）精确同步的关键！毫秒级的偏差都可能影响数据分析结果。
推荐方案：
· 组建独立小网络：将两台电脑连接到同一个局域网。最推荐的方式是：
o 手机热点：方便快捷，尤其适合移动实验室或临时场地。选择信号好的手机运营商。
o 小型路由器直连：更稳定可靠。使用一个普通家用路由器即可，将两台电脑都用网线或WiFi连接到此路由器上（推荐网线直连）。
避免问题：
· 禁用校园网/公共WiFi！这些网络通常用户众多、流量波动大、延迟高且不稳定，极易造成数据同步丢失或时间戳错乱。
黄金法则：有线优先
· 虽然WiFi可用，但为了最大化降低延迟、杜绝丢包风险，强烈建议两台电脑都通过网线连接到同一个路由器。这能提供最稳定的物理连接，将网络干扰降到最低。
3. 软件状态确认
二、Cortiview与E-Prime同步配置详解
数据采集的稳定可靠只是基础，实现大脑活动信号（何时发生）与外部刺激事件（发生了什么）的毫秒级精确对齐才是核心。我们通过配置Socket网络通信和事件标记来实现。
Step 1: 找到Cortiview主机的“门牌号”——获取IP地址
1. 在Cortiview主机电脑上操作：
· 快捷键召唤命令窗口：同时按下键盘上的Win键和R键。
· 运行cmd：在弹出的“运行”对话框中输入cmd，然后按回车或点击“确定”。一个黑色的命令提示符窗口（Command Prompt）会打开。
· 执行ipconfig：输入ipconfig，按回车。
3. 记录IPv4地址：在该适配器的信息列表中，找到IPv4 Address . . . . . . . . . . . :。后面紧跟着的就是需要的地址。格式通常是192.168.x.x或10.x.x.x等。
（小贴士：如果主机有多个网络连接（如有线+无线），确保记录的是连接实验局域网的适配器的地址。）
Step 2: 在E-Prime中架设“通信专线”——配置Socket设备
1. 打开E-Prime实验程序：在刺激呈现电脑上，打开E-Prime 3.0实验程序文件（.es3）。
3.添加Socket设备：
· 在Experiment对象的属性窗口中，切换到Devices选项卡。
· 点击Add按钮。
· 在弹出的设备列表中，找到并选择Socket(可能归类在“Network”或“Other”下)。
4. 精准设置Socket参数：
· 确保新添加的Socket设备处于选中状态。
· 在右侧的属性窗格中，找到以下关键设置项：
o Server(服务器)：将Step 1中记录的Cortiview主机的IPv4地址完整填入此处。
o Port (端口)：此端口号默认为8889。这是Cortiview软件默认监听事件标记信号的端口。（若有需要，后期可自行更改近红外主机端口号。）
· 其他参数（如Timeout）通常保持默认即可，除非有特殊需求。
· 验证：完成设置后，务必保存你的E-Prime实验程序。
Step 3: 给刺激事件装上“信号枪”——绑定刺激事件Mark
1. 定位目标刺激对象：
2. 打开事件管理器(Task Events)：
3. 添加一个发送Mark的事件：
· 点击Add按钮，添加一个新事件。
· 配置新事件的属性：
o Event(事件)：选择刺激开始的精确时间点。最常用的是：
§ OnsetTime：刺激开始呈现的那个精确时刻（最常用）。
§ StartTime：对象开始处理（准备呈现）的时刻（通常与OnsetTime非常接近，但OnsetTime更精确指呈现开始）。
o Action (动作)：选Send。表示当上面选择的事件发生时，执行“发送”操作。
o DataType(数据类型)：选Byte。意味着我们将发送一个1字节长度的整数。
o Custom(自定义值)：输入一个1到255之间的唯一整数作为Mark编码。
§ 关键作用：不同的刺激类型或实验条件（如：看图片A vs 看图片B， 或记忆任务vs休息）必须使用不同的Mark编码。这样在后期分析Cortiview数据时，才能根据这个Mark值精确地知道当时呈现的是什么条件，从而提取对应时间段的大脑信号进行分析。
§ 示例：给“积极情绪图片”绑定Mark=1，给“消极情绪图片”绑定Mark=2，给“中性图片”绑定Mark=3。
4. 重复绑定：
对于实验中每一个需要精确标记其呈现开始时刻的关键刺激，都重复Step 3的操作，为其绑定一个唯一的Mark事件。
三、同步验证与故障排查
成功标志：
现象：无Mark信号 ；解决方案：检查双机网络互通性
现象：仅见白色虚线；解决方案：确认Socket端口号
现象：Mark延迟波动；解决方案：切换有线连接
四、技术原理补充
在认知神经科学实验中，实现事件标记（Mark）的高精度同步，是确保数据质量的关键一环。基于Socket的网络通信方式正逐步成为新一代同步方案的主流选择。
1.为什么使用Socket通信：
Socket通信基于广泛应用的TCP/IP协议，具备跨平台兼容、低延迟传输、使用灵活等优点，能够稳定传输1~255 Byte的事件编码信息。这使其成为替代并口触发方式的理想解决方案，尤其适用于现代实验系统中刺激程序（如E-Prime、Presentation）与采集设备（如Cortivision NIRSport等）之间的事件同步任务。
2.时间精度提示：
虽然fNIRS技术对毫秒级别的延迟并不极度敏感，但为了最大限度保证事件时序的准确性，我们建议网络通信延迟控制在10ms以内。
可通过简单的命令：ping目标IP地址，来快速评估当前的网络响应时间，提前排查潜在的延迟风险。
3.操作口诀：
IP找对、端口设准、事件绑紧、实时监看。
五、延伸建议
对于多条件实验，建议将Mark编码表嵌入E-Prime脚本注释栏（如：1=中性刺激，2=情绪刺激），提升实验可追溯性。
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