在时间频率空间中,静止状态fMRI在血液中氧气水平依赖信号的系统生理效应的特征是使用小波的波段
Quimby N Lee1, Jingyuan E Chen2,3, Gregory J Wheeler4
1Department of Neurology, University of California-Davis, School of Medicine, Davis, California, USA.
Human brain mapping
|November 11, 2023
概括
通过fMRI (BOLD信号) 测量的大脑活动与心率和呼吸有关. 波形分析揭示了跨网络的独特脑体动态,改善了对大脑信号的解释.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 身体生理学 身体生理学
- 数据分析 数据分析
背景情况:
- 系统生理动力学,如心率变化 (HRV) 和每次呼吸量 (RVT),在静止状态功能磁共振成像 (rsfMRI) 中显著影响血氧水平依赖 (BOLD) 信号.
- 心肺呼吸变化与BOLD信号之间的同步可能源于神经元或血管效应,在空间,时间和光谱上有所不同.
研究的目的:
- 在rsfMRI数据中使用波纹分析来描述脑体动态,同时进行生理监测.
- 通过静止状态网络 (RSN) 调查BOLD信号和心肺呼吸系统动态之间的同步的空间,时间和光谱差异.
主要方法:
- 利用了来自人类结合体项目的快速采样 rsfMRI 数据的波波分析.
- 集成的同时脉冲氧计和呼吸监测,以捕获系统生理信号 (心跳间隔 (HBI) /RVT).
- 在不同的RSN中执行时间频率和相位分析.
主要成果:
- 在RSN中确定了BOLD信号和HBI/RVT动态之间的独特的频率依赖一致性配置文件.
- 人体运动 (SMN),视觉 (VN) 和突出 (VAN) 网络与生理信号的同步度最高.
- 在所有RSN中都观察到显著的连贯性,这表明大脑与身体之间广泛的沟通,而不考虑直接的自主参与.
结论:
- 波形分析有效地描述了空间,时间和光谱维度的动态脑体关系.
- 研究结果表明,心肺呼吸和BOLD信号的相位偏移和时间顺序因频率和RSN而异.
- 这种方法增强了BOLD信号的解释,并提供了对自治国家的洞察力.
