Optical Imaging of Brain Function and Metabolism 2: Physiological Basis and Comparison to Other Functional Neuroimaging Methods

این جلد آخرین پیشرفت‌ها در تصویربرداری نوری از مغز را که در حال تبدیل شدن به یک روش تصویربرداری عصبی عملکردی مهم است، پوشش می‌دهد. سیگنال‌های ذاتی نوری وضوح زمانی و مکانی بی‌رقیب اندازه‌گیری‌های عملکردی قشر مغز در معرض دید حیوانات و انسان‌ها را ارائه می‌دهند. طیف‌سنجی مادون قرمز نزدیک و رویکردهای تصویربرداری امکان ارزیابی عملکرد غیرتهاجمی مغز انسان در کنار تخت را فراهم می‌کند. مزایای اصلی این تکنیک‌های نوری، ویژگی بیوشیمیایی اندازه‌گیری‌ها و پتانسیل اندازه‌گیری همبستگی‌های تولید اکسیژن درون سلولی و داخل عروقی به طور همزمان است. داده های اخیر نشان می دهد که ممکن است ارتباط مستقیم تری از فعالیت عصبی مرتبط با تغییرات در پراکندگی نور اندازه گیری شود. در این جلد، پیشرفت های فنی اخیر روش نوری و همچنین مبانی فیزیولوژیکی اندازه گیری ها پوشش داده شده است. در مطالعات همزمان، اندازه‌گیری‌های تروسکوپی طیف مادون قرمز نزدیک به طور مستقیم با سایر روش‌های عملکردی، به ویژه PET و fMRI مقایسه می‌شوند و مثال‌هایی برای کاربردهای جدید روش NIRS ارائه می‌شود. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده با روش‌های نوری و سایر تکنیک‌های عملکردی، جدیدترین درک ما از جفت شدن فعالیت عصبی و پاسخ جریان خون مغزی بررسی می‌شود. این یک مبنای مهم برای درک بهتر همه روش‌های عملکردی ماژینگ نوروی است که بر جفت عصبی عروقی مانند PET، SPET و fMRI متکی هستند. در نهایت روش نوری در چشم انداز روش های تصویربرداری عصبی عملکردی موجود از جمله fMRI، PET، MEG و EEG قرار می گیرد.

This volume covers the latest developments in optical imaging of the brain which is becoming an increasingly important functional neuroimaging method. Optical intrinsic signals offer unrivaled temporal and spatial resolution of functional measurements of the exposed brain cortex in animals and humans. Near-infrared spectroscopy and imaging ap­ proaches permit the noninvasive functional assessment of the human brain at bedside. Main advantages of these optical techniques are the biochemical specificity of the meas­ urements and the potential of measuring correlates of intracellular and intravascular oxy­ genation simultaneously. Recent data indicate that one may also measure a more direct correlate of neuronal activity associated with changes in light scattering. In this volume, recent technical progress of the optical method is covered as well as the physiological basis of the measurements. In simultaneous studies, near-infrared spec­ troscopy measurements are directly compared to other functional methods, especially PET and fMRI and examples are given for new applications of the NIRS-method. Based on re­ sults obtained with optical methods and other functional techniques the latest in our under­ standing of the coupling of neuronal activity and cerebral blood flow response is reviewed. This is an important basis for a better understanding of all functional neuroi­ maging methods which rely on neurovascular coupling such as PET, SPET and fMRI. Fi­ nally the optical method is put into the perspective of presently available functional neuroimaging methods including fMRI, PET, MEG and EEG.