基于生物学锚定的啮齿类动物功能磁共振成像基准评估体系

啮齿类动物功能磁共振成像虽能将局部环路干预与全脑网络活动相联系，但传统的质量控制手段并未深究BOLD连接信号是否真正保留了神经元的组织逻辑。为此，我们构建了一套以钙成像信号为锚点的基准评估框架，利用网络相似性指数，将BOLD功能连接与七种源于宽场钙成像的皮层网络参考图谱进行比对。该框架融合岭回归重建与空间约束置换检验，用以量化BOLD与钙成像信号之间网络对应关系的强度与特异性。在涉及不同物种、脑状态、生理条件及预处理策略的多组数据中，这一框架揭示了决定fMRI可解释性的状态特异性因素。麻醉状态下，网络相似性指数能够有效反映诱发的血管与BOLD响应；而清醒动物中，运动残留波动则削弱了钙成像参考图谱的特异性。基于该基准评估的质量控制手段，能够显著提升对化学遗传及疾病相关效应在独立数据集中的检测敏感度。该方法已纳入WHISKER分析流程，提供图形界面、命令行工具及Docker镜像，为使用者提供了一条从数据采集到生物学推断的便捷通路。