探秘大脑 - 身体共波动：解析全脑功能磁共振成像（fMRI）信号的自主生理耦合奥秘

为探究大脑与身体内部环境信号的关联，研究人员开展大脑 - 身体共波动研究。他们发现静息态全脑 fMRI 信号、脑电图（EEG）活动及外周自主信号在低频范围（0.01 - 0.1Hz）存在广泛共波动，表明全脑 fMRI 信号是自主神经系统调控的唤醒反应重要部分。

　　大脑与来自身体内部环境的内脏信号紧密相连，神经、血液动力学和外周生理信号之间存在众多关联就是证明。研究发现，这些大脑 - 身体的共波动，有一种主要模式可由单一的时空模式捕捉到。在多个独立样本，以及单回波和多回波功能磁共振成像（fMRI）数据采集序列中，研究人员识别出，静息态全脑 fMRI 信号、脑电图（EEG）活动，以及涵盖心血管、肺、外分泌和平滑肌系统的一系列外周自主信号之间，在低频范围（0.01 - 0.1Hz）存在广泛的共波动。在静息状态下观察到的相同大脑 - 身体共波动，在深度呼吸提示、间歇性感觉刺激，以及睡眠期间自发的阶段性 EEG 事件中也会出现。此外，研究显示，在实验抑制呼气末二氧化碳变化的情况下，全脑 fMRI 信号的空间结构依然保持，这表明伴随觉醒的呼吸驱动的动脉 CO₂波动，无法完全解释大脑中这些信号的来源。这些研究结果表明，全脑 fMRI 信号是由自主神经系统控制的唤醒反应的重要组成部分。