Abstract

We combine diffuse optical and correlation spectroscopies to simultaneously measure the oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin concentration and blood flow in an adult human brain during sensorimotor stimulation. The observations permit calculation of the relative cerebral metabolic rate of oxygen in the human brain, for the first time to our knowledge, by use of all-optical methods. The feasibility for noninvasive optical measurement of blood flow through the skull of an adult brain is thus demonstrated, and the clinical potential of this hybrid, all-optical noninvasive, methodology can now be explored.

© 2004 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Zauner and J. P. Muizelaar, in Head Injury (Chapman and Hall, London, 1997), Chap. 11, pp. 217–227.
  2. D. A. Boas and A. G. Yodh, J. Opt. Soc. Am. A 14, 192 (1997).
    [CrossRef]
  3. D. A. Boas, L. E. Campbell, and A. G. Yodh, Phys. Rev. Lett. 75, 1855 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. G. Maret and P. E. Wolf, Z. Phys. B 65, 409 (1987).
    [CrossRef]
  6. A. G. Yodh and D. A. Boas, in Biomedical Photonics (CRC Press, Boca Raton, Fla., 2003), pp. 21-1–21-45.
  7. C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. H. Jasper, Electroencephalographr. Clin. Neurophysiol. 10, 370 (1958).
    [CrossRef]
  11. A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. G. Strangman, M. A. Franceschini, and D. A. Boas, Neuroimage 18, 865 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. E. Okada and D. T. Delpy, Appl. Opt. 42, 2915 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
    [CrossRef]
  20. A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  21. F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
    [CrossRef] [PubMed]
  22. J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
    [PubMed]
  23. P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
    [PubMed]
  24. R. J. Seitz and P. E. Roland, Eur. J. Neurosci. 4, 154 (1992).
    [CrossRef]
  25. R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
    [CrossRef]

2003 (6)

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

G. Strangman, M. A. Franceschini, and D. A. Boas, Neuroimage 18, 865 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

E. Okada and D. T. Delpy, Appl. Opt. 42, 2915 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

2002 (2)

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

2001 (4)

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

1999 (2)

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

1995 (2)

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, L. E. Campbell, and A. G. Yodh, Phys. Rev. Lett. 75, 1855 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

1992 (1)

R. J. Seitz and P. E. Roland, Eur. J. Neurosci. 4, 154 (1992).
[CrossRef]

1991 (1)

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

1988 (1)

D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

1987 (1)

G. Maret and P. E. Wolf, Z. Phys. B 65, 409 (1987).
[CrossRef]

1980 (1)

P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
[PubMed]

1958 (1)

H. Jasper, Electroencephalographr. Clin. Neurophysiol. 10, 370 (1958).
[CrossRef]

Aguirre, G. K.

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Atkinson, J.

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Boas, D. A.

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

G. Strangman, M. A. Franceschini, and D. A. Boas, Neuroimage 18, 865 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas and A. G. Yodh, J. Opt. Soc. Am. A 14, 192 (1997).
[CrossRef]

D. A. Boas, L. E. Campbell, and A. G. Yodh, Phys. Rev. Lett. 75, 1855 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

A. G. Yodh and D. A. Boas, in Biomedical Photonics (CRC Press, Boca Raton, Fla., 2003), pp. 21-1–21-45.

Campbell, L. E.

D. A. Boas, L. E. Campbell, and A. G. Yodh, Phys. Rev. Lett. 75, 1855 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Chaikin, P. M.

D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Cheng, X.

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Cheung, C.

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Clemence, M.

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Colebatch, J. G.

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

Colier, W. N. J. M.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Cope, M.

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Crelier, G. R.

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Culver, J. P.

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Deiber, M. P.

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

Delpy, D. T.

E. Okada and D. T. Delpy, Appl. Opt. 42, 2915 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Detre, J. A.

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Duncan, A.

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Durduran, T.

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Duyn, J.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Elwell, C. E.

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Fantini, S.

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Frackowiak, R. S.

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

Franceschini, M. A.

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

G. Strangman, M. A. Franceschini, and D. A. Boas, Neuroimage 18, 865 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Frank, J. A.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Friston, K. J.

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

Furuya, D.

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Gaudette, T.

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Gill, B.

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Glover, G. H.

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Greenberg, J. H.

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Herbolzheimer, E.

D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Hoefnagels, W. H. L.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Hoge, R. D.

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Jansen, R. W. M. M.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Jasdzewski, G.

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Jasper, H.

H. Jasper, Electroencephalographr. Clin. Neurophysiol. 10, 370 (1958).
[CrossRef]

Kastrup, A.

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Kimberg, D. Y.

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Kruger, G.

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Larsen, B.

P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
[PubMed]

Lassen, N. A.

P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
[PubMed]

Li, L.

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Mandeville, J. B.

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Maret, G.

G. Maret and P. E. Wolf, Z. Phys. B 65, 409 (1987).
[CrossRef]

Marota, J. J. A.

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Marrett, S.

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Mattay, V. S.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

McLaughlin, A. C.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Meek, J. H.

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Mehagnoul-Schipper, D. J.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Moseley, M. E.

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Muizelaar, J. P.

A. Zauner and J. P. Muizelaar, in Head Injury (Chapman and Hall, London, 1997), Chap. 11, pp. 217–227.

Neumann-Haefelin, T.

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Nieto-Vesperinas, M.

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

Ntziachristos, V.

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

Obrig, H.

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Oeseburg, B.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Okada, E.

Passingham, R. E.

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

Pattanayak, D. N.

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

Pike, G. B.

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Pine, D. J.

D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Poldrack, R. A.

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Rinneberg, H.

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Ripoll, J.

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

Roc, A. C.

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Roland, P. E.

R. J. Seitz and P. E. Roland, Eur. J. Neurosci. 4, 154 (1992).
[CrossRef]

P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
[PubMed]

Rosen, B. R.

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Ruttimann, U. E.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Seitz, R. J.

R. J. Seitz and P. E. Roland, Eur. J. Neurosci. 4, 154 (1992).
[CrossRef]

Skinhoj, E.

P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
[PubMed]

Smith, A. M.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Steinbrink, J.

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Strangman, G.

G. Strangman, M. A. Franceschini, and D. A. Boas, Neuroimage 18, 865 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Takahashi, K.

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Thijssen, H. O. M.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Thompson, J. H.

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Tyszczuk, L.

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

van der Kallen, B. F. W.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

van der Sluijs, M. C.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

van Erning, L. J. T. O.

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Villringer, A.

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Wabnitz, H.

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Wang, J.

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Weinberger, D. R.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Weitz, D. A.

D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Wolf, P. E.

G. Maret and P. E. Wolf, Z. Phys. B 65, 409 (1987).
[CrossRef]

Yang, Y.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Ye, F. Q.

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Yodh, A. G.

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

D. A. Boas and A. G. Yodh, J. Opt. Soc. Am. A 14, 192 (1997).
[CrossRef]

D. A. Boas, L. E. Campbell, and A. G. Yodh, Phys. Rev. Lett. 75, 1855 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

A. G. Yodh and D. A. Boas, in Biomedical Photonics (CRC Press, Boca Raton, Fla., 2003), pp. 21-1–21-45.

Zauner, A.

A. Zauner and J. P. Muizelaar, in Head Injury (Chapman and Hall, London, 1997), Chap. 11, pp. 217–227.

Appl. Opt. (1)

Electroencephalographr. Clin. Neurophysiol. (1)

H. Jasper, Electroencephalographr. Clin. Neurophysiol. 10, 370 (1958).
[CrossRef]

Eur. J. Neurosci. (1)

R. J. Seitz and P. E. Roland, Eur. J. Neurosci. 4, 154 (1992).
[CrossRef]

Hum. Brain Mapp. (1)

D. J. Mehagnoul-Schipper, B. F. W. van der Kallen, W. N. J. M. Colier, M. C. van der Sluijs, L. J. T. O. van Erning, H. O. M. Thijssen, B. Oeseburg, W. H. L. Hoefnagels, and R. W. M. M. Jansen, Hum. Brain Mapp. 16, 14 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

J. Cereb. Blood Flow Metab. (1)

J. P. Culver, T. Durduran, D. Furuya, C. Cheung, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, J. Cereb. Blood Flow Metab. 23, 911 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

J. Neurophysiol. (2)

J. G. Colebatch, M. P. Deiber, R. E. Passingham, K. J. Friston, and R. S. Frackowiak, J. Neurophysiol. 65, 1392 (1991).
[PubMed]

P. E. Roland, B. Larsen, N. A. Lassen, and E. Skinhoj, J. Neurophysiol. 43, 118 (1980).
[PubMed]

J. Opt. Soc. A (1)

J. Ripoll, V. Ntziachristos, J. P. Culver, D. N. Pattanayak, A. G. Yodh, and M. Nieto-Vesperinas, J. Opt. Soc. A 18, 821 (2001).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Magn. Reson. Med. (2)

F. Q. Ye, A. M. Smith, Y. Yang, J. Duyn, V. S. Mattay, U. E. Ruttimann, J. A. Frank, D. R. Weinberger, and A. C. McLaughlin, Magn. Reson. Med. 42, 404 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

J. Wang, G. K. Aguirre, D. Y. Kimberg, A. C. Roc, L. Li, and J. A. Detre, Magn. Reson. Med. 49, 796 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Neuroimage (3)

A. Kastrup, G. Kruger, T. Neumann-Haefelin, G. H. Glover, and M. E. Moseley, Neuroimage 15, 74 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

G. Strangman, M. A. Franceschini, and D. A. Boas, Neuroimage 18, 865 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, T. Gaudette, G. Strangman, X. Cheng, J. J. A. Marota, and J. B. Mandeville, Neuroimage 13, 76 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Med. Biol. (4)

J. Steinbrink, H. Wabnitz, H. Obrig, A. Villringer, and H. Rinneberg, Phys. Med. Biol. 46, 879 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

A. Duncan, J. H. Meek, M. Clemence, C. E. Elwell, L. Tyszczuk, M. Cope, and D. T. Delpy, Phys. Med. Biol. 40, 295 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

D. A. Boas, G. Strangman, J. P. Culver, R. D. Hoge, G. Jasdzewski, R. A. Poldrack, B. R. Rosen, and J. B. Mandeville, Phys. Med. Biol. 48, 2405 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

C. Cheung, J. P. Culver, K. Takahashi, J. H. Greenberg, and A. G. Yodh, Phys. Med. Biol. 46, 2053 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Rev. Lett. (2)

D. A. Boas, L. E. Campbell, and A. G. Yodh, Phys. Rev. Lett. 75, 1855 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Pine, D. A. Weitz, P. M. Chaikin, and E. Herbolzheimer, Phys. Rev. Lett. 60, 1134 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA (1)

R. D. Hoge, J. Atkinson, B. Gill, G. R. Crelier, S. Marrett, and G. B. Pike, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 96, 9403 (1999).
[CrossRef]

Psychophysiology (1)

M. A. Franceschini, S. Fantini, J. H. Thompson, J. P. Culver, and D. A. Boas, Psychophysiology 40, 548 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Z. Phys. B (1)

G. Maret and P. E. Wolf, Z. Phys. B 65, 409 (1987).
[CrossRef]

Other (2)

A. G. Yodh and D. A. Boas, in Biomedical Photonics (CRC Press, Boca Raton, Fla., 2003), pp. 21-1–21-45.

A. Zauner and J. P. Muizelaar, in Head Injury (Chapman and Hall, London, 1997), Chap. 11, pp. 217–227.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (1)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Placement of fibers; the source (red) is 3 cm from the diffuse optical spectroscopy detector (blue). Diffuse correlation spectroscopy detectors (green) are located 2 cm (×2), 2.5 cm (×2), and 3 cm (×4) from the source. Optical results are presented showing changes in (right) oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin and (left) rCBF: (b) prior to partial volume correction, (c) corrected data with the probe placed on the motor cortex, (d) data with the probe displaced ∼2 cm from the motor cortex. Representative MRI slices through the motor cortex show (e) perfusion and (f) BOLD activation from the same volunteer. (g) Block and group-averaged optical results.

Metrics