用fNIRS测量的大脑的神经血管,代谢和淋巴动力学
1Graduate School of Education, The University of Tokyo, Tokyo, Japan. taga@p.u-tokyo.ac.jp.
Advances in experimental medicine and biology
|October 16, 2023
概括
一种新的近红外光谱仪 (NIRS) 仪器跟踪大脑和肌肉氧化动态. 它揭示了不同的相位关系,提供了对神经血管,代谢和淋巴系统相互作用的见解.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 神经科学是一个神经科学.
- 身体生理学 身体生理学
背景情况:
- 大脑和肌肉组织组成的动态变化对于理解生理过程至关重要.
- 连续波近红外光谱 (NIRS) 为监测组织血液动力学和新陈代谢提供了一种非侵入性方法.
研究的目的:
- 开发和验证一个多距离和多波长的连续波NIRS仪器.
- 研究人类大脑和肌肉组织中氧化和脱氧血红蛋白 (oxy-和deoxy-Hb),氧化cytochrome-c-oxidase (oxCCO) 和水的动态变化.
- 分析节奏信号及其不同时间尺度和组织深度的相位关系.
主要方法:
- 开发一种新的多距离和多波长连续波NIRS仪器.
- 在人类成年人休息状态和节奏呼吸期间在额头上进行的测量.
- 在人类成年人中,在缺血挑战期间对前臂进行的测量.
- 时间序列分析侧重于节奏信号和不同组织深度的信号间相位关系.
主要成果:
- 尼尔斯仪器成功检测到氧和脱氧Hb,oxCCO和水的动态变化.
- 在不同的时间尺度和组织深度中,检测到的信号之间的相位关系的特定模式被确定.
- 在休息状态,节奏呼吸和缺血挑战期间观察到明显的信号模式.
结论:
- 开发的多距离和多波长NIRS方法是研究动态生理过程的有希望的工具.
- 这种技术可以阐明神经血管,代谢和淋巴系统内的复杂相互作用.
- 这些发现在研究大脑和肌肉功能的各种科学学科中具有广泛的适用性.
