E11 Acoplamiento neurovascular

Tópico

El acoplamiento neurovascular vincula la actividad neuronal local del tejido cerebral, es decir, la tasa de disparo local de sus neuronas, con cambios regionales en tres propiedades del tejido cerebral: el flujo sanguíneo cerebral, el volumen sanguíneo y la oxigenación tisular. Este acoplamiento neurovascular es la base fisiológica de técnicas de neuroimagen funcional como la resonancia magnética funcional.

El modelo de balón describe este acoplamiento neurovascular del tejido cerebral en tres etapas sucesivas. En la primera etapa, una señal vasodilatadora del tejido cerebral responde a la actividad neuronal local y decae con el tiempo una vez que esa actividad neuronal cesa. En la segunda etapa, el flujo sanguíneo entrante al tejido cerebral integra esta señal vasodilatadora a lo largo del tiempo: cuanto más intensa y sostenida es la señal vasodilatadora, mayor es el flujo sanguíneo entrante que se acumula en el tejido cerebral.

En la tercera etapa, el flujo sanguíneo entrante al tejido cerebral llena un compartimento venoso, cuyo volumen normalizado y cuyo contenido normalizado de desoxihemoglobina evolucionan ambos según ese mismo flujo sanguíneo entrante y según la fracción de extracción de oxígeno del tejido cerebral: cuanto mayor es el flujo sanguíneo entrante, mayor es el volumen normalizado del compartimento venoso, mientras que cuanto mayor es la fracción de extracción de oxígeno, mayor es el contenido normalizado de desoxihemoglobina que se acumula en ese compartimento venoso.

La tasa metabólica cerebral de oxígeno del tejido cerebral se relaciona con el flujo sanguíneo entrante y con la fracción de extracción de oxígeno: cuanto mayor es el flujo sanguíneo entrante y mayor la fracción de extracción de oxígeno, mayor es la tasa metabólica cerebral de oxígeno del tejido cerebral. Finalmente, la señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre que mide la resonancia magnética funcional se aproxima como una combinación lineal de los cambios en el volumen normalizado y en el contenido normalizado de desoxihemoglobina del compartimento venoso del tejido cerebral. En conjunto, es este mismo tejido cerebral, desde la actividad neuronal local que dispara la señal vasodilatadora hasta los cambios en el compartimento venoso, el que produce finalmente esta señal dependiente del nivel de oxígeno en la sangre que la resonancia magnética funcional detecta de forma indirecta.

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