带你认识BOLD-fMRI成像原理

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关键词：科普散文、文献综述

当大家提到大脑活动时，许多人会想到功能磁共振成像生成的激活图。作为一种非侵入式的脑成像方法，fMRI已成为认知研究领域的主力军之一。我们有必要了解它的成像基础和原理。

在上篇推文中，我们简明扼要地介绍了磁共振成像的物理原理，在这里可以简单地回顾下：普通临床用的MRI信号几乎都来自组织液中的H质子，然后通过施加外在的射频脉冲产生干扰，H质子吸收能量，纵向磁化量减小并产生横向磁化量，这个过程产生MR信号。但出来混的总归是要还的，当撤去射频脉冲后，质子又回到初始位置。不同组织的质子恢复的时间是不同的，因此，MRI信号强度受多种因素的影响，包括质子密度、T1弛豫时间、T2弛豫时间、扩散效应、磁化敏感效应和体内液体的流动等。根据对比度的类型不同，MRI检查方法也包括了常规MRI检查、弥散成像（DWI）、扩散张量成像（DTI）、灌注加权成像（PWI）、血氧水平依赖脑功能成像（BOLD-fMRI）等。

BOLD-fMRI描绘了由于任务诱导或自发调节神经代谢而导致的脱氧血红蛋白浓度的变化。自 1990 年问世以来，该方法已被广泛应用于认知研究（相信大部分学认知神经科学、精神病学或心理学的都听说fMRI），同时，fMRI也越来越多地被用作疾病的生物标志物，以监测治疗或研究药理功效。那为什么fMRI会如此地受欢迎呢？这要先聊聊它的成像基础和原理。

首先，我们要知道的是，fMRI属于MRI成像方法之一，为了了解功能性磁共振成像中主要使用的特殊对比机制，我们有必要先了解大脑的代谢活动。

此处穿插一点生物学知识

我们所有的思维和感受都是依靠神经元与神经元之间的交流来实现的。也就是说，当你受到某种刺激时，你的神经元会发生放电，产