功能性MRI信号的速度高达1Hz,与大脑状态相结合,并预测自发的神经活动
Leandro P L Jacob1,2, Sydney M Bailes1,2, Carsen Stringer3
1Electrical Engineering and Computer Science, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA.
bioRxiv : the preprint server for biology
|November 24, 2025
概括
高频功能磁共振成像 (fMRI) 可以捕捉大脑状态. 快速的fMRI信号与脑电图 (EEG) 节奏相关,揭示了睡眠-清醒过渡期间的神经活动.
科学领域:
- 神经成像是一种神经成像.
- 认知神经科学 认知神经科学
- 睡眠科学 睡眠科学
背景情况:
- 传统的fMRI采样速度很慢 (几秒).
- 技术进步允许更快的fMRI采样率.
- 高频fMRI可以捕捉自发的神经活动,索引大脑状态.
研究的目的:
- 测试高频fMRI信号是否捕获与大脑状态相关的自发神经活动.
- 为了研究快速fMRI信号和EEG节奏在睡眠-清醒过渡期间之间的合.
主要方法:
- 在27名人类参与者身上同时进行快速fMRI (TR=378ms) 和EEG记录.
- 在清醒和NREM睡眠期间跨频段的fMRI光谱功率的分析.
- 机器学习来从fMRI信号中解码EEG节奏.
主要成果:
- 与清醒相比,fMRI光谱功率在NREM睡眠期间增加,可在高达1Hz的频率上检测到.
- 快速fMRI功率与α和deltaEEG节奏相关,反映了兴奋动态和神经特征.
- 从快速的fMRI信号 (分别为0.9Hz和0.7Hz) 中成功解码了alpha和deltaEEG节奏,在个人中得到了普遍化.
结论:
- 高频fMRI信号与动态的大脑状态相结合.
- 快速fMRI采样使得自发神经活动的定量能够比以前更准确地定量.
- 这种技术可以在短时间窗口 (3.8s) 内从fMRI数据中解码EEG节奏.
