神经血管耦合

2021-02-25 14:29:56 浏览:2951

定义

神经血管耦合是指,局部神经活动与脑血流(CBF)变化之间的关系,血流变化的幅度和空间分布通过神经元、神经胶质和血管细胞等一系列耦合因素而与神经活动的变化产生关联。许多基于血管的脑功能成像技术(例如fMRI)都需要依赖这种耦合关系来推断神经活动的变化。

大脑中的神经元激活会伴随着一系列复杂的细胞、代谢和血管中的生理过程。简单来说,神经元中的各种细胞活动,例如离子梯度的恢复和神经递质的循环利用,都需要三磷酸腺苷(ATP)提供的能量。ATP首先通过厌氧过程生成,这个过程生成的AYP较少,随后,氧化葡萄糖会生成大量的ATP,在脑中,约90%的葡萄糖通过后一个途径进行代谢。

因此,脑代谢取决于葡萄糖和氧气的持续供应。而CBF正是维持这两种能量底物供应的来源所在,CBF通过大脑血管系统中复杂的血管网将葡萄糖和氧气输送到神经组织。因此,在神经活动期间,氧气和葡萄糖消耗增加,之后CBF增加。尽管CBF增加后,葡萄糖的供应量上升和消耗量上升基本一致,但是氧气消耗量的上升远远低于氧气供应量的上升,导致血液和组织中存在的氧气净含量增加。

这种CBF上升和耗氧量上升的不匹配导致的氧气供过于求是BOLD检测脱氧血红蛋白和脑血容量变化的基础。

参考文献

[1] http://www.scholarpedia.org/article/Neurovascular_coupling

功能成像

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