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Accès ouvert déclaré 2026 article

A ballooning family: A review of models of the hemodynamic response in blood oxygen level dependent (BOLD) images

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Mechanistic modelling of the blood oxygenation level-dependent (BOLD) response is essential for interpreting functional magnetic resonance imaging (fMRI) in physiological terms. A central framework in this literature is the balloon model, which links changes in cerebral blood flow, venous blood volume, and deoxyhemoglobin content to the observed BOLD signal through a compliant venous compartment. This review examines the development of models that extend or embed this balloon/Windkessel lineage. We define the balloon framework as hemodynamic models that retain a compliant venous or Windkessel-like compartment, represent blood volume and deoxyhemoglobin as latent dynamical states, and generate BOLD contrast through balloon-type vascular behaviour. The definition presented intentionally distinguishes the balloon family from a broader set of compliant-compartment hemodynamic models. Within this scope, we review classical balloon variants, extensions involving viscoelasticity, autoregulation, oxygen-extraction assumptions, and multicompartment physiology, anatomically structured adaptations for laminar fMRI and white-matter BOLD modelling, and broader generative formulations including dynamic causal modelling, stochastic state-space models, and multimodal electroencephalogram-fMRI (EEG-fMRI) frameworks. We also consider studies of validation, sensitivity, and parameter identifiability. Across this literature, the balloon model emerges not as a single fixed formulation but as a flexible family of mass-balance-based hemodynamic models. Its continued value lies in its physiological interpretability, modularity, and compatibility with inference frameworks, while its main limitations remain limited anatomical specificity, uncertainty in neurovascular coupling, and limited identifiability from BOLD data alone.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A ballooning family: A review of models of the hemodynamic response in blood oxygen level dependent (BOLD) images
Date Crossref
01/12/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Vanderbilt University Medical Center pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Vanderbilt University Institute of Imaging Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Vanderbilt University Medical Center et Vanderbilt University Institute of Imaging Science.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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