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内容形式：摘要译文
大多数旨在研究脑功能的功能磁共振成像（fMRI）研究，目标是测量组织实质内微血管产生的血流动力学响应，因为人们认为该处的血流动力学与神经元活动在空间和时间上的耦合最为紧密。然而，测得的血流动力学响应源自一个相互连通的血管网络，该网络包括上游供血动脉、下游引流静脉以及两者之间的微血管区室。因此，直接测量并比较该网络不同阶段的血管响应，或可提供更具体的网络层面血流动力学信息，以及血管层级中某一阶段的血流动力学如何影响其他阶段；这些信息无法仅通过传统fMRI信号获取。这有助于深入认识观测到的fMRI响应与所关注的潜在神经元活动之间的关系。本研究在我们近期提出的动态相位对比功能磁共振血管成像（PC-fMRA）方法基础上进一步拓展，旨在追踪刺激诱发的大型供血动脉血流速度响应，并实现对神经血管复合体多个层级的同步血流动力学测量。在此，我们将该方法应用于血管层级的多个部位，涵盖基底动脉和大脑后动脉、软脑膜动脉、软脑膜静脉，以及直窦和上矢状窦等主要引流静脉窦。每名受试者的各条血管中均观察到与刺激锁定的血流速度增加。动脉响应出现迅速，且上游动脉段与软脑膜动脉段几乎同时发生；相比之下，静脉响应相对于动脉响应存在时间延迟。动脉至静脉的平均响应时间延迟在这两者之间存在差异。
在反应起始期和终止期，延迟时间分别约为 4.1 s 和 1.3 s，且在不同血管节段之间也存在差异。用于解释这些发现的简化 Windkessel 模型预测了相似的流入与流出延迟，这提示这些时间差异可能反映了位于供血动脉与引流静脉之间、具有顺应性的血管腔室内瞬时充盈与排空的动力学过程。我们的结果表明，利用动态 PC-fMRA 测量人体神经血管复合体中血管特异性的血流动力学反应是可行的。该方法可定量测量宏血管反应，而这些反应构成了中间血管腔室的输入与输出，为探究这些腔室内的血流动力学及研究神经元激活期间的血管网络行为提供了一个框架；这也可能有助于提升对人体 fMRI 信号的生理学解释。
关键词：功能磁共振成像 · 相位对比血管成像 · 脑血流速度 · 神经血管耦合 · 血管层级反应
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.16.759420v1?rss=1