非平稳 BOLD 功能连接波动的电生理相关性
神经元与认知
2012-09-24 v1
摘要
通过功能磁共振成像（fMRI）测量的血氧水平依赖（BOLD）信号的自发波动显示出丰富且具有神经生物学意义的功能连接结构。这种结构通常使用时域平均方法来揭示，但这阻碍了对功能连接随时间变化的检测。在本工作中，我们通过长时程（约 50 分钟）的联合脑电图（EEG）和 fMRI 记录，研究了动态 BOLD 功能连接波动的电生理相关性。我们在包含 90 个皮层和皮层下区域的网络中，识别出 EEG 频谱功率与 fMRI BOLD 连接波动之间广泛存在的正相关和负相关。特别是，alpha (8-12 Hz) 和 beta (15-30 Hz) 功率的增加与功能连接的降低相关，而 gamma (30-60 Hz) 功率则与特定脑区之间的 BOLD 连接呈正相关。此外，对于经历警觉性变化的受试者，这些模式发生了改变，慢速 delta (0.4 - 4 Hz) 频段参与了局部的正相关。最后，网络结构的图论指标也随时间表现出剧烈变化，其中平均路径长度与从中央和 frontal 电极提取的 alpha 功率呈正相关。我们的结果强烈表明，非平稳 BOLD 功能连接具有神经生理起源。BOLD 连接与 gamma 的正相关可解释为在相对较长时期内平均结合的增加，这可能是由于静息状态下发生的自发认知所致。与 alpha 的负相关则暗示了局部和长程连接的功能性抑制，这与大脑的空闲状态相关。
引用
@article{arxiv.1209.4890,
title = {Electrophysiological correlates of non-stationary BOLD functional connectivity fluctuations},
author = {Enzo Tagliazucchi and Frederic von Wegner and Astrid Morzelewski and Verena Brodbeck and Helmut Laufs},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.4890},
year = {2012}
}
备注
39 pages, 10 figures