各向同性ADC与BOLD-fMRI的综合比较分析:对静息态网络的敏感性及灰质与白质功能连接性

root 提交于 周三, 07/08/2026 - 18:47
尽管基于血氧水平依赖(BOLD)的功能磁共振成像(fMRI)仍然是利用MRI绘制脑功能网络的金标准,但其源于血管的信号本质会不可避免地将血流动力学效应与神经活动混杂在一起,从而限制了其在白质(WM)中的敏感性,或在神经血管疾病中的解释力。表观扩散系数(ADC)fMRI提供了一种替代性的、基于扩散的对比机制,从理论上讲,其对神经形态学耦合更为敏感,因此对神经元激活具有更高特异性,不过此前主要是在任务态条件下进行研究。本研究旨在全面评估各向同性ADC-fMRI在检测既有静息态网络(RSNs)方面的有效性,并将该方法扩展用于灰质到白质(GM-WM)功能连接的研究。我们的分析揭示出一种ADC可检测性的梯度,该梯度受每个网络的静态功能内聚程度及其结构锚定强度共同塑造。视觉网络和躯体运动网络由于同时具有高度分离性并且牢固锚定于其底层结构通路,因此获得了最为稳健的检出结果。默认模式网络(DMN)和背侧注意网络(DAN)在群体水平上达到了统计显著性,但效应量较低,且其检出在不同分析方法下表现出脆弱性。前顶叶网络(FPN)和显著性网络(SAN)的功能特征由跨网络的动态重构所定义,因此未达到显著性。这一梯度在一定程度上反映了BOLD研究中已确立的网络分离层级,同时进一步提示,ADC的敏感性依赖于各网络的结构基础。此外,与BOLD相比,ADC对GM-WM功能耦合表现出更高的敏感性。基于ADC得到的GM-WM功能连接谱在受试者间与底层白质结构架构表现出显著更高的一致性。综上所述,这些发现表明,各向同性ADC-fMRI可作为BOLD的一种可行补充模态,为观察脑连接性的神经与结构基础提供了一个更为直接的窗口。

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各向同性 ADC 与 BOLD-fMRI 比较的综合分析:对静息态网络及灰质到白质功能连接的敏感性

Jasmine Nguyen-Duc, Arthur P C Spencer, Tommaso Pavan, Ines de Riedmatten, Saina Asadi, Jean-Baptiste Perot, Ileana O Jelescu

doi: https://doi.org/10.64898/2026.07.02.736082

Jasmine Nguyen-Duc 洛桑大学医院(CHUV) 在 Google Scholar 上查找该作者 在 PubMed 上查找该作者 在持有人为作者/资助方,其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。 本文依据 CC-BY-NC 4.0 国际许可协议 公开提供。

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🏷️ ADC-fMRI BOLD-fMRI 静息态网络 功能连接 灰质-白质耦合 脑影像