Le métabolisme neuronal est dépendant des apports sanguins en oxygène car la production d’énergie à partir du glucose est principalement de type aérobie. L’activité neuronale provoque une augmentation de la consommation en oxygène et une augmentation encore plus importante du débit sanguin local (couplage neurovasculaire).
L’augmentation du débit étant plus importante que l’accroissement de la consommation d’oxygène, l’activation neuronale se traduit par une augmentation relative en oxyhémoglobine par rapport à la déoxyhémoglobine dans les zones activées. Cette baisse relative de la concentration en déoxyhémoglobine, qui a un effet paramagnétique, peut être détectée en IRM sous la forme d’une faible hausse transitoire du signal en pondération T2*. C’est le principe du contraste BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent).

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