在自发活动期间的神经血管冲动响应功能 (IRF) 不同地反映了皮层区域内的内在神经调节

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 系统神经科学 系统神经科学
• 神经成像是一种神经成像.

背景情况:

• 上升的神经调节通路通过吸引特定的神经元群体来塑造大脑状态.
• 众所周知,神经血管合,即神经元活动和血液流动之间的关系,是细胞类型的特异性,并受到神经调节器的影响.
• 神经调节发射器具有血管活性特性,这表明它可能在调节神经血管反应方面发挥作用.

研究的目的:

• 调查连接自发神经元活动和血液动力学的冲动响应功能 (IRF) 是否依赖于神经调节.
• 确定北上腺素 (NE) 和乙胆 (ACh) 对神经血管合的特定贡献.
• 探索神经调节如何影响脑成像研究中的功能连接的解释.

主要方法:

• 在清醒的小鼠中利用光学成像同时测量NE和ACH释放,神经元Ca2+活动以及大脑皮层的血液动力学变化 (血红蛋白度和氧化).
• 采用了与静止IRF的规范卷积模型来描述神经元活动和总血红蛋白 (HbT) 之间的关系.
• 开发并测试了一种线性回归模型和一个双IRF卷积模型,结合Ca2+和NE时间流程来预测HbT.

主要成果:

• 一个静止的IRF模型不适合观察到的血液动力学数据.
• 血液动力学变化 (HbT) 由神经元Ca 2+和NE活动的加权总和准确地预测,NE显示负面 (约束性) 影响.
• 乙胆 (ACh) 没有显著改善单独超出Ca 2+的HbT预测.
• 在高兴度期间观察到血动力学连贯性下降的情况,与NE水平相关,尽管神经元活动连贯.

结论:

• 神经血管合是由神经调节器 (如NE) 动态调节的.
• 一个简单的线性模型结合了神经元活动 (Ca 2+) 和神经调节 (NE) 的静止脉冲响应功能,可以有效捕捉出血动力学波动.
• 如果不考虑NE介导的血管收缩,可能导致神经成像数据中的功能 (dys) 连接性被误解,特别是在BOLD fMRI研究中.