静息态功能磁共振成像（fMRI）采用平面回波序列成像技术（Echo Planar Imaging，EPI），能够记录血氧水平依赖（Blood Oxygenation-Level Dependent，BOLD）信号的变化，以此反映与大脑活动相关的实时局部血流变化。神经元并不存储自身所需要的葡萄糖和氧气，但它在活动时所消耗的能量必须及时地得到补充，而血液能够将能量和氧气带给神经元，血红蛋白则是人体血液中氧的载体。

血红蛋白包括含氧血红蛋白和脱氧血红蛋白。它具有一种神奇的特性：在含氧量高的地方与氧结合形成含氧血红蛋白，在含氧量低的地方与氧分离形成脱氧血红蛋白。血红蛋白是一种含铁的蛋白质，两种血红蛋白对磁场有完全不同的影响，含氧血红蛋白是抗磁性物质，脱氧血红蛋白是顺磁性物质。

当大脑中的神经元不参与活动时，那里的氧消耗几乎为零。而在外界有任务刺激时，大脑会激活相对应的脑区，该区域的血管会扩张，大量含有氧的血红蛋白涌入，这个脑区的血流量和氧交换量均会有所增加，这导致氧气消耗低于氧气供应的情况。此时，该区域的含氧血红蛋白增加，而脱氧血红蛋白减少。横向磁化驰豫会因为脱氧血红蛋白的减少而缩短，因此效应也就降低了，对局部不均匀磁场敏感的 T2 加权信号的强度随之增强，从而增强了磁共振信号强度。

也就是说，大脑局部区域的激活将增强 fMRI 信号。因此，在功能磁共振任务实验中，我们通过激活区域的 BOLD 信号得到图像，然后进行相应的差异分析，得到与任务相关的激活区域，成为我们研究大脑神经活动机制的一个重要技术手段。不过 BOLD-fMRI 是一种间接的成像技术，它获取的信号仅仅反映了脑区局部血氧代谢水平在大脑神经活动的条件下的波动情况，并不是神经元活动强度的直接描述。

静息态功能磁共振成像（resting-state fMRI, rs-fMRI）主要是针对大脑处于一种“静息”的状态下，即无外界刺激时进行的扫描，得到大脑神经元自发的BOLD 信号。即使在静息状态下，神经元也会自发地放电，局部脑血流也会跟随这种自发放电而增加，血氧水平改变，BOLD 信号也随之发生变化。基于 BOLD信号，可以考察静息状态下被试的脑功能网络。

弛豫：

弛豫是物理学用语，指的是在某一个渐变物理过程中，从某一个状态逐渐地恢复到平衡态的过程。

磁共振成像过程中，在射频脉冲的激发下，人体组织内氢质子吸收能量处于激发状态。射频脉冲终止后，处于激发状态的氢质子恢复其原始状态，这个过程称为弛豫。

横向弛豫是横向磁化矢量由最大值恢复到零的过程，又称自旋－自旋弛豫。

来源：赵维，《基于多模态影像数据的脑网络研究》，湖南师范大学，2019.5