人类皮层的过程涉及到时间和空间尺度上的跨越好几个数量级,迅速变化的躯体感觉的过程以毫秒时间尺度和空间尺度上几平方毫米的记忆过程,涉及到秒的时间和空间尺度的平方厘米。关于大脑活动的信息可以通过测量大脑处理引发的不同的物理变量,如消费增加氧气的神经组织或在头皮表面电位的变化。所有这些变量以直接或间接方式连接的神经持续的过程,每个变量都有自己的空间和时间分辨率。然后不同的神经影像技术局限于提供的时空分辨率监控变量。例如,众所周知从生理学的时间分辨率血流动力学脱氧血红蛋白增加/减少位于1 - 2秒的范围,而其空间分辨率通常是可观测与当前成像技术在几毫米。今天,没有神经影像学方法允许在毫米范围内的空间分辨率和时间分辨率在毫秒范围内。然而,一些时间和空间域的问题在大脑功能的研究是至关重要的,因为不同的属性可以成为可观察到的,根据不同的时空尺度上大脑过程测量。

好knownm,脑电图(EEG)和脑磁图描记术(MEG)大脑动力学研究是有用的技术,由于其高的时间分辨率。然而,据说脑电图的空间分辨率很低,由于大脑的不同电气导率,头骨,和头皮脑电图明显模糊的潜在分布,使底层的皮质发电机的本地化问题。在过去的十年里,身体的数学技术,称为高分辨率的脑电图,是准确地估计开发大脑皮层活动的无创性脑电图测量。这些技术包括使用大量的头皮电极,头部的现实模型来源于磁共振图像(核磁共振成像),和先进的加工方法与解决所谓的“反问题”,也就是说,大脑活动的估计(即。、电磁发电机)的脑电图/梅格测量。暗示的方法都使用成千上万的等效电流偶极子源模型和真实头模型,从磁共振图像重建,容积导体中。使用几何约束的位置头部模型中神经源或来源通常降低了解决方案空间(即。的所有可能的组合皮质偶极子的优点)。额外的约束是强迫偶极子来解释记录数据与最低或低能量(minimum-norm解决方案)。解决方案空间可以进一步减少使用信息从血流动力学措施(即。fMRI-BOLD现象)记录在同一任务。多通道的方法的基本原理是,神经活动,调节神经元活动并生成脑电图/梅格潜力,增加葡萄糖和氧气的要求。这将导致增加局部血流动力学反应,可以衡量功能性磁共振图像(fmri)。 Hence, fMRI responses and cortical sources of EEG/MEG data can be spatially related, and the fMRI information can be used as a prior in the solution of the inverse problem。由于所有这些计算方法,可以评估皮质活动几毫米的空间分辨率和时间分辨率的毫秒的脑电图测量。

框架的成本行动BM0601 NeuroMath, 2009年在罗马有组织了一次研讨会的主题neuroelectromagnetic和血液动力学信号的处理。选择论文从这次会议受到标准同行评议和编译在这个特殊的问题。在这个问题上我们要说明正在进行的和新兴的研究发展和应用数学方法的记录、分析、集成和建模的神经活动。选定的论文,写的世界级的科学家,覆盖不同的问题,从计算模型的具体应用方法在神经科学。我们希望CIN的读者可能我们欣赏欣赏这个特殊的问题在其组成。

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法布里奇奥·德·维科Fallani
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