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静息态脑功能连接（Resting state functional connectivity,RSFC）研究能够在不进行刺激的条件下分析脑网络的功能连接模式,被广泛尝试用于理解情感、记忆,及精神疾病的脑机制。由于磁共振成像等静息态脑功能连接研究主要基于神经活动相关的血液动力学信号,其神经结构基础与生理机制,以及神经—血管耦合（Neurovascular coupling,NVC）对静息态脑功能连接的影响等仍待深入探讨。随着神经活动标记技术的发展,基于基因编码钙离子探针GCa MP的荧光成像能够获得高时空分辨率的神经活动信号,用于构建具有细胞类型特异性的脑功能连接网络,为进一步阐释静息态脑功能连接的基础性问题提供了有力的工具。本研究利用特异类型神经元表达GCa MP6s探针的小鼠,针对荧光钙成像的静息态功能连接模式划分算法、静息态功能连接与轴突投射的比较,以及NVC对RSFC的影响开展研究,主要内容包括:1)针对高分辨率神经活动钙信号进行脑功能连接模式划分计算耗时及无标签问题,提出了一种基于密度中心的快速聚类（Density center-based fast clustering,DCBFC）方法,实现了小鼠脑皮层RSFC模式的快速有效划分。利用仿真数据和兴奋性神经元表达钙探针（Vglut2-GCa MP6s）小鼠的静息态钙成像实验数据测试了DCBFC的性能。与常用的聚类方法如k-means、层次聚类和谱聚类相比,DCBFC具有更快的运算速度（p＜0.003）。对仿真数据聚类时,DCBFC的调整兰德指数（Adjusted rand index,ARI）高于k-means和谱聚类（p＜0.01）。在小鼠静息态脑皮层功能连接聚类时,DCBFC的轮廓系数（Silhouette index,SI）高于其它方法（p＜0.05）。2)对DCBFC获得的RSFC模式与重组腺病毒（Recombinant adeno-associated virus,r AAV）标记的神经元轴突投射密度（Projection density,PD）进行比较研究。结果表明,在DCBFC所划分的功能模块中,运动/初级躯体感觉区（Motor/somatosensory areas,M/S）对应的RSFC与PD之间具有最高的空间相关系数（0.91）,后顶叶联合/初级躯干区（Posterior parietal association areas/primary somatosensory trunk,Pt A/SSp-tr）则最低（0.75）。功能模块间的PD投射不仅包含RSFC的所有显著性连接（p＜0.01）,在Pt A/SSp-tr和视觉皮层（Visual areas,V）、Pt A/SSp-tr和次级运动皮层（Secondary motor area,M2）、桶状皮层（Barrel field,BF）和初级后肢区（Hind limb,HL）、M2和HL以及BF和V区域之间还存在RSFC中不显著的PD连接。此外,进一步分析了功能模块之间的功能连接与轴突投射的平均连接多样性（Average connection diversity,ACD）与平均连接强度（Average connection strength,ACS）,结果表明,Pt A/SSp-tr在RSFC及PD两种连接模式下均具有较高的归一化ACS（RSFC:1.0,PD:1.0）和ACD值（RSFC:0.61,PD:0.85）。3)采用多模态光学成像系统同时记录小鼠脑皮层的自发钙信号、血液动力学信号及脑电信号,研究五种表达了特异类型神经元的GCa MP6s小鼠（包括兴奋性神经元:Thy1-GCa MP6s和Vglut2-GCa MP6s;抑制性神经元:Vgat-GCa MP6s、PV-GCa MP6s和SOM-GCa MP6s）脑皮层的RSFC模式,以及异氟烷麻醉浓度对RSFC的影响。通过交叉对比发现Thy1-GCa MP6s小鼠静息态脑皮层钙信号的RSFC连接与小鼠脑皮层总血红蛋白（Total hemoglobin,Hb T）信号的RSFC之间具有最高空间相关系数（0.79±0.03,p＜0.001）。通过尖峰触发平均（Spike triggered averaging,STA）分析了不同类型神经元在不同麻醉深度下,其局部血液动力学信号对“神经兴奋事件”的平均响应。结果表明,在前外侧皮层,Hb T变化与钙信号变化幅度的比值较高,而比值较低的区域则分布在中后侧皮层;Hb T变化幅度对Thy1、Vglut2和Vgat阳性神经元钙信号幅度的比值小于PV和SOM阳性神经元（p＜0.001）;Hb T变化与Thy1、Vglut2和Vgat神经元钙信号之间的延时大于PV和SOM神经元钙信号（p＜0.05）。