大脑与来自身体内部环境的内脏信号密切相关,神经、血液动力学和外周生理信号之间存在众多关联。我们表明,这些大脑-身体共同波动可以通过单个时空模式捕获。在几个独立样本以及单回波和多回波 fMRI 数据采集序列中,我们发现静息状态全局 fMRI 信号、神经活动和一系列涵盖心血管、肺、外分泌和平滑肌系统的自主信号之间存在低频范围(0.01 - 0.1 Hz)的广泛共同波动。在静息状态下观察到的相同大脑-身体共同波动是由提示性深呼吸和间歇性感官刺激引起的唤醒以及睡眠期间的自发相位 EEG 事件引起的。此外,我们还发现,在实验性抑制呼气末二氧化碳 (PETCO2) 变化的情况下,整体 fMRI 信号的空间结构得以维持,这表明伴随觉醒而出现的呼吸驱动动脉 CO2 波动无法解释这些信号在大脑中的起源。这些发现证实,整体 fMRI 信号是自主神经系统控制的觉醒反应的重要组成部分。
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