Выявлены временные курсы состояния покоя в белом веществе головного мозга
Функциональная МРТ широко используется для оценки функциональной архитектуры мозга на основе обнаружения изменений нервной активности в сером веществе с помощью эффектов, зависящих от уровня оксигенации крови. Еще несколько лет назад ученые показали, что сигналы в функциональных объемах коры головного мозга сильно коррелируют с сигналами в определенных сегментированных трактах белого вещества в состоянии покоя, и корреляции могут модулироваться конкретными функциональными нагрузками.
Однако до сих пор так и не было проведено комплексных исследований временных курсов спонтанных колебаний сигнала в белом веществе, особенно учитывая то, что точная характеристика временных изменений сигналов, зависящих от уровня кислорода в крови, имеет решающее значение для анализа и интерпретации функциональных данных МРТ.
В новом исследовании ученые все-таки восполнили данный пробел и сообщили об открытиях по спектрам мощности функциональных МРТ-сигналов в белом веществе в состоянии покоя. Для этого они измерили с помощью современных аналитических приборов спектры мощности временных курсов состояния покоя в наборе областей в белом веществе, идентифицированных как показывающие синхронные сигналы, с использованием анализа независимых компонентов.
Интересно, что уникальные и воспроизводимые особенности в спектрах мощности, которые наблюдали ученые, последовательно совпадают с местоположениями определенных структурных организаций в глубоком белом веществе. В каждом компоненте было очевидно четкое разделение вокселями на две категории, основанное на их спектрах мощности: одна группа демонстрировала один пик, а другая имела дополнительный пик на более высокой частоте. Их группировки зависят от местоположения, а их распределение отражает уникальные сосудисто-нервные и анатомические конфигурации. Важно отметить, что две категории вокселей различались по их вовлеченности в функциональную интеграцию, о чем свидетельствуют различия в количестве межрегиональных соединений, основанных на двух категориях отдельно.
Тщательное изучение профилей функциональных сигналов выявляет различные гемодинамические реакции в этих местах, что отражает уникальные сосудисто-нервные и анатомические конфигурации в них. Результаты этой работы дополняют существующее понимание изменений, зависящих от уровня кислорода в крови во время состояния покоя и выявляют сильную структурно-сосудисто-функциональную связь в белом веществе. В совокупности эти результаты свидетельствуют о том, что сигналы белого вещества неоднородны по своей природе и зависят от местных структурно-сосудисто-функциональных ассоциаций.
