MRI Q&A
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Question-BOLD信号:为什么BOLD信号在激活时反而增强?消耗了更多的氧气信号似乎应该降低。

原文链接:Why does the BOLD signal increase during activation? It seems like it should decrease since more oxygen is being used up.

概要
summary

BOLD信号在皮层激活时是增强的,这似乎与理论相悖。

不用感觉太糟,因为这个现象也让fMRI的早期研究者费解了很久。

我们现在了解的是,在大脑激活时,局部小动脉扩张,毛细血管会充盈更多的新鲜血液(含氧),比大脑活动直接代谢所需要的还多。

在一个多世纪的时间中神经生理学家错误地认为大脑血流动力学是由大脑的代谢需要决定的,这个观点在1980年代中期被Fox和Raichle否定了,他们使用O15-PET技术展示了大脑血流量和氧需求之间的生理性“解偶联”。大脑激活时局部脑血流量(CBF)确实是增加的,而且与脑氧代谢率(CMRO2)增加相比要高很多。CBF和CMRO2因此被称为“解偶联”。看似矛盾的是,比直接代谢需要多得多的新鲜血液(含氧)被输送给大脑的激活区域。

含氧血液的“过冲”意味着大脑激活区域去氧血红蛋白的相对浓度会降低,去氧血红蛋白的T2/T2*缩短效应会减小,激活区域的BOLD信号因此会增加。

参考材料
  • Fox PT, Raichle ME. Focal physiological uncoupling of cerebral blood flow and oxidative metabolism during somatosensory stimulation in human subjects. Proc Natl Acad Sci USA 1986; 83:1140-1144.
  • Fox PT. The coupling controversy. Neuroimage 2012; 62:594-601. (Good historical review of how the concepts of neurovascular coupling evolved in the late 20th Century.)
相关问题
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Published

三月 4, 2016

Category

BOLD

Tags

  • BOLD 11

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