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功能性近红外光谱（fNIRS）和功能性磁共振成像（fMRI）均依赖于神经血管耦合（NVC）这一现象，通过对脑血氧合状态的敏感性来探测脑活动。然而，fNIRS 发色团（氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白，分别记为 HbO 和 HbR）与 fMRI 测量指标［血氧水平依赖（BOLD）和动脉自旋标记（ASL）］之间的关系，以及这种关系是否在不同受试者和生理条件下保持一致，迄今仅得到了部分表征。我们在健康成年受试者（n = 10）视觉刺激期间，同时采集了连续波 fNIRS 以及梯度回波（GE）和自旋回波（SE）BOLD-ASL fMRI 数据。通过应用校准 fMRI 方法学，我们考察了 fNIRS 所推导的血红蛋白变化与 fMRI 所推导的大血管（GE-）和微血管（SE-）BOLD 信号、脑血流量（CBF）以及氧代谢（CMRO2）变化之间的关系。群体水平结果显示出很强的跨模态时间一致性，其中 HbO 和 HbR 与所有 fMRI 信号时间序列均呈紧密对应关系（|r| > 0.8）。对逐试次变化进行的定量分析揭示了不同的状态依赖性行为：HbO 在不同条件下与 fMRI 衍生指标之间保持稳定关系，而 HbR 与 fMRI 衍生指标之间的跨模态关系则在更高的流量-代谢耦合（FMC）条件下显著增强。FMC 定义为 CBF 变化与 CMRO2 变化之比，是表征 NVC 强度的一个指标。HbO 和 HbR 与 GE-BOLD 的关联性均强于与 SE-BOLD 的关联性。这些发现为 fNIRS 信号解释提供了严格的生理学基础，并表明其可作为特定血流动力学和代谢参数的替代性标志物。
连续波 fNIRS 与源自 fMRI 的视觉皮层脑功能定量指标的比较 | bioRxiv
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连续波 fNIRS 与源自 fMRI 的视觉皮层脑功能定量指标的比较
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doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.10.743546
Giulia Rocco 1 基耶蒂-佩斯卡拉大学； 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-ND 4.0 国际许可协议提供。
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发布于 2026 年 8 月 14 日。 下载 PDF 补充材料 电子邮件
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Giulia Rocco， Lucie Chalet， Elizabeth Fear， Sara Pomante， Francesca Graziano， Davide Di Censo， Manuela Carriero， Edouard Delaire， Fabrizio Esposito， Mauro Gianni Perrucci， Cosimo Del Gratta， David Perpetuini， Richard G. Wise， Antonio M. Chiarelli
bioRxiv 2026.08.10.743546； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.10.743546
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bioRxiv 2026.08.10.743546； doi： https://doi.org/10.64898/2026.08.10.743546
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.10.743546v1?rss=1
🏷️ 功能性近红外光谱 功能磁共振成像 神经血管耦合 视觉皮层 脑血流与氧代谢