PET-fMRI神经科学研究进展
一体化PET/MRI的出现推动了两类以前无法完成的神经功能相关研究：1）神经功能（fMRI
）与递质（PET）的关系；2）血流（fMRI）与代谢（PET）的关系。其中第一类研究主要探讨利用神经类药物与刺激任务所诱导的神经递质释放与神经功能的关系；第二类研究属于传统PET神经功能研究领域，经与MRI相关功能成像结合，利用神经功能、血流与代谢综合信息研究神经活动。而这两类研究无疑是神经领域内一道独特的风景线，比如，在第二类研究中，可以利用一体化PET/MRI中fMRI的BOLD信号可以获取CRMO2，利用设计的任务态，FDG-PET可以获得不同刺激状态下葡萄糖代谢情况。
神经功能与递质的关系探索是PET/MRI被看作是在神经学研究中一个重要的领域，这主要是因为PET-fMRI是一个非常适合探寻神经活动的分子功能系统，提供了一个非常全面的探索平台：即针对某类靶向生化探针（例如神经递质）的改变所引起的神经功能改变，PET-fMRI可以很容易通过一系列的任务设计识别神经递质（例如多巴胺）及其在神经活动的表现和作用。
PET-fMRI研究需要稳定的探测器和梯度系统
需要注意的是神经活动，特别是高级意识类神经活动往往信号较弱，如何准确测量这些改变对一体化PET/MRI可以说是一个很大的挑战。PET探测器与MRI扫描仪之间的兼容包括电磁兼容和热学兼容，其中热学兼容是大家更容易忽略的一个问题，主要是因为常规临床扫描时，其梯度工作在远离其机械共振频率。但PET-fMRI的扫描，为了实现全脑的扫描，往往fMRI扫描要求磁共振的梯度工作在其极限状态，而这种情况下，磁共振梯度就会产生很多不均匀的热量，不仅影响了梯度的性能，更重要的是影响了PET探测器的温度，从而影响PET计数的准确性和稳定性。特别是高级神经功能的扫描，因为其引起的信号变化较小，要求fMRI、PET的信号不仅背景噪音小，而且要长时间信号稳定（主要取决与PET药物的作用时间，短则半个小时，长则多达2小时）。
APD + 针对PET/MRI系统定制的梯度，从目前实际使用来看，是获得PET-fMRI稳定信号的最优方案，如下发表在美国科学院院刊（PNAS）、NeuroImage、Sicence子刊上的多项研究表明其稳定性值得信赖。
1. Sander, C.Y., et al., Neurovascular coupling to D2/D3 dopamine receptor occupancy using simultaneous PET/functional MRI. Proc Natl Acad Sci U S A, 2013. 110(27): p. 11169-74.
2. Mandeville, J.B., et al., A receptor-based model for dopamine-induced fMRI signal. Neuroimage, 2013. 75: p. 46-57.
3. Villien, M., et al., Dynamic functional imaging of brain glucose utilization using fPET-FDG. Neuroimage, 2014. 100: p. 192-9.
4. Sander, C.Y., et al., Imaging Agonist-Induced D2/D3 Receptor Desensitization and Internalization In Vivo with PET/fMRI. Neuropsychopharmacology, 2015.
5. Marco Aiello, et al, Relationship between simultaneously acquired resting-state regional cerebral glucose metabolism and functional MRI: A PET/MR hybrid scanner study, NeuroImage 113 (2015) 111–121.
6. Riedl, V., et al., Metabolic connectivity mapping reveals effective connectivity in the resting human brain. Proc Natl Acad Sci U S A, 2016. 113(2): p. 428-33.
7. Joshua L. Roffman, et al, Dopamine D1 signaling organizes network dynamics uderlying working memory, Science Adv. 3 June, 2016.
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