David J. Heeger & David Ress WHAT DOES fMRI TELL US ABOUT NEURONAL ACTIVITY? Nature Reviews Neuroscience 3, 142 -151 (2002)
Метод functional magnetic resonance imaging (fMRI) используется для измерения нейрональной активности в головном мозге человека. Известно, что его сигналы возникают при изменении локальной генодинамики, которая в свою очередь является результатом нарушений нейрональной активности. Предполагается, что fMRI сигнал пропорционален средней локальной нейрональной активности. Необходимо знать, как нейрональная активность влияет на fMRI сигналы, чтобы правильно интерпретировать данные функциональных картин.
|
|
|
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) используется для выявления нейрональной активности особенно при познавательных процессах. Однако, до сих пор точно неизвестно, что представляет fMRI сигнал.
Предполагается, что fMRI сигнал в целом пропорционален уровню локальной нервной активности, усредненной нескольких миллиметров и нескольких секунд — линейная transform модель fMRI сигнала. Взаимоотношение между сигналом и подлежащей нервной активностью зависит от применяемой fMRI техники, от протокола поведения или стимуляции и от того, как нейральная активность измеряется и квантируется (quantified) (напр., по скорости возбуждения, локальному полевому потенциалу или синхронному возбуждению).
Модель линейной трансформации предсказывает, что fMRI реакция д.б. суммированной в определенное время. Напр., fMRI реакция на 12-s стимул должна быть той же самой, что и на два 6-s стимула. Часто наблюдается неправомочность этого предсказания, что м.б. обусловлено предельной высотой эффекта или диспропорционально большой реакцией на очень короткие стимулы, которые обнаруживаются в первичной сенсорной коре.
Возможно предсказать реакцию fMRI на подлежащую нейральную активность. Исследования по сравнению нейральной активности и реакции fMRI косвенно это подтверждают. Прямое сравнение одновременно записываемых реакций fMRI и нейрональных сигналов в визуальном кортексе обезьян показало, что локальные полевые потенциалы предсказывают fMRI реакцию лучше, чем multi-unit активность, но оба признака менялись в соответствии.
Модель линейной трансформации предсказывает также, что fMRI реакция и нейрональная активность д.б. колокализованы. Растут доказательства того, что это происходит на самом деле.
Важно подтвердить наше понимание взаимоотношений сежду нейрональной активностью, кровотоком и метаболизмом с одной стороны и fMRI сигналавми, с др., если мы хотим правильно интерпретировать fMRI исследования.