传输认知任务的脑成像方法：对任务的设计和结果判读的功能磁共振成像研究

以下实验的总体目标是展示任务设计如何影响 FMRI 研究中结果的解释，尤其是在从其他成像模式采用范式时。这是通过首先为感兴趣的认知或心理结构选择合适的任务来实现的，在这种情况下，视觉怪异范式。第二步涉及使用相同的刺激设计三个不同版本的视觉怪异任务，这将导致志愿者在 FMRI 扫描期间改变他们的行为。

接下来，分析 FMRI 数据，以便定量评估任务版本之间大脑激活的差异。获得的结果显示了如何根据适当的实验设计和数据分析来区分认知和运动过程。这种方法可以帮助回答认知神经科学领域的关键问题，例如识别人类感知、认知和行为的潜在神经基础。

当我们意识到由于研究之间的任务设计和实验程序的细微差异，将我们自己的结果与现有文献联系起来解释我们自己的结果变得困难时，我们第一次有了这种方法的想法。首先，在设置任务之前，选择一个合适的任务来调查感兴趣的认知或心理结构。首先，确定稳健的大脑反应所需的适当试验次数以及序列刺激时间，并确保考虑刺激开始和测量的大脑反应之间的血流动力学反应延迟。

下载并安装 ceq 软件，然后 rune 根据试验数量、刺激、持续时间和扫描参数在实验中优化分配试验，从而确定刺激顺序。接下来，在合适的程序中实现先前确定的刺激顺序，以便向主体呈现范式。指定与范式相关的所有信息，包括刺激类型、时间和响应。

该范例是视觉怪异任务，可用于测量目标检测响应和注意力对目标检测的影响。在被动版本中可以准备三个版本的古怪任务。受试者只观察视觉刺激，在无声计数版本中没有反应。

应指示受试者计算他们脑海中的目标刺激。这项任务需要将注意力引导到这些刺激和一个辨别过程上。最后，在响应版本中，受试者应在看到目标刺激时按下响应按钮。

这项任务需要注意、辨别过程以及选择或产生对目标刺激的反应。开始设置 FMRI 实验。首先准备扫描仪室。

将磁头线圈的底部连接到扫描仪床。然后在扫描仪、扫描床和垫子上放置干净的保护罩。接下来打开显示设备，该设备将向扫描仪内的受试者展示实验范式，并使用按住的按钮按下设备记录反应。

然后打开将提供实验范例的软件，并输入日志文件的名称。此外，在 MR Scanner 数据库中注册主题，并确保要运行的 MR 序列已设置并准备就绪。在研究招募过程中筛查所有潜在受试者的 MRI 禁忌症。

然后在受试者到达后，由训练有素的人员进行彻底的 MRI 安全筛查。确保拍摄对象没有金属，并且已移除皮带手表或珠宝等物品，以及硬币等任何袖珍物品。一旦受试者准备好了，请他们坐在扫描仪床上并放置耳塞以保护听力。

然后让他们舒适地躺在扫描仪床上，头部放在成像线圈中。使用小垫子固定拍摄对象的头部，以尽量减少扫描过程中不必要的头部运动。然后将头圈的顶部放在受试者的头上并插入连接器。

在头线圈顶部放置一面镜子，让受试者可以看到屏幕上显示的实验范式，如果需要，可以停止扫描的紧急呼叫按钮，以及响应设备。最后，在采集图像之前将受试者移入扫描仪的孔中 首先确保受试者可以通过对讲机听到实验者的声音，并且他们感到舒适并准备好开始扫描。然后执行定位器扫描以获取被摄体头部在扫描仪中的位置。

接下来，执行高分辨率结构扫描，例如 MP rage。然后用 3 次运行视觉怪异任务来执行功能性 MRI 扫描。在两次跑步之间与受试者交谈，以提供任务指导和保证，并确保他们感到舒适并准备好继续研究。

当所有结构和功能成像完成后，通知受试者实验已完成。然后进入扫描仪室，帮助受试者从扫描仪中出来。选择适合分析采集的 FMRI 数据的软件包。

首先应用标准的预处理步骤来准备数据以供进一步分析。步骤可能包括运动校正、切片计时、图像共配准、空间平滑、高通时间过滤和空间归一化。接下来，对于统计分析，首先指定范例中发生的所有事件的开始时间和持续时间。

这些变量也称为解释变量或回归变量。然后设置对比以确定将比较哪些解释变量。例如，要识别特定于目标刺激检测的粗体激活，请设置对比度以指定目标刺激大于非目标刺激。

分别对每个主题和每个条件执行第一级统计分析。然后，一旦采集了多个受试者的数据，使用二级或组级分析比较这三种情况。刺激和分析方法在与视觉怪异任务相关的大脑区域引起了大胆的激活。

大于非靶标对比的靶标显示被动条件没有激活，但确实在计数条件和响应条件下都显示出激活，如图所示。针对被动条件的 count 条件的粗体激活可以在这里看到，而针对被动条件的 response 条件可以在这里看到。所有数据都表示大于 ffrequent 的目标。

在两种情况常见的辅助运动区 SMA 中可以看到较低水平的对比激活，而额中回 MFG 激活仅在反应情况下可见。观看此视频后，您应该对如何设计和实施 FMRI 研究有很好的了解，并了解设计如何影响结果的解释。不要忘记，使用 FMRI 可能非常危险，并且在执行此方法时应始终采取预防措施，例如彻底筛选志愿者。

此外，这些程序应始终由经过培训的人员执行。