张雅檬，宁 雪，姚柳叶，钱志余，李韪韬*

（1.南京航空航天大学生物医学工程系，南京 210016；2.南京工程学院计算机工程学院，南京 211167）

0 引言

大脑是人体最重要也是最复杂的器官，作为躯体其他器官的控制中枢，脑功能的正常发挥依赖于神经活动和血流动力学的紧密联系。脑组织通过血液循环来获得氧气和葡萄糖等。由于大脑各功能区激活时对脑区能量供给有差异性要求，因此脑血液供应需要达到较高要求，否则将造成严重后果[1]。一方面，大脑血液供应完全中断超过几分钟，如当中风阻塞脑动脉或心脏骤停出现泵衰竭时，会导致无法挽回的脑损伤甚至脑死亡；另一方面，血流减少到与脑组织能量需求不匹配后，就会导致大脑细微变化，从而导致与认知障碍相关的易发区慢性脑损伤[2]。因此，人们长期致力于研究大脑神经活动与血流动力学的关系，即神经血管耦合。

随着科技的进步，多学科交叉融合为脑科学的发展提供了新的手段。其中，光-电信号装置作为神经科学研究的重要手段，具有较好的时间-空间分辨力，并可从微观的神经元研究跨到宏观的血流动力学研究，多尺度、多模态地研究大脑神经血管耦合。因此，本文重点介绍光-电信号装置及其在神经血管耦合中的研究进展，探讨光-电信号装置应用于神经血管耦合研究的优势和局限性，以期为脑疾病诊断和疗效评估提供一个新的方向。

1 神经血管耦合的研究进展

神经血管耦合指的是大脑的神经电位活动与血管之间的动态信息交流机制，其结构包含神经元细胞、星形胶质细胞、血管平滑肌细胞和内皮细胞等组织，强调血流与神经细胞两者之间的紧密联系[3]。……