Question 1

功能性磁共振成像如何检测大脑活动？

Accepted Answer

功能性磁共振成像（fMRI）通过测量血氧水平的变化来检测大脑活动。当神经元发射信号时，代谢增加会引发氧合血液流入活跃区域。脱氧血红蛋白具有顺磁性，会破坏局部磁场，而氧合血红蛋白不会。这种磁性特性的差异产生了血氧水平依赖（BOLD）信号，扫描仪检测这种信号以绘制大脑活动图。

Question 2

fMRI中的BOLD信号是什么？

Accepted Answer

BOLD 信号，或血氧水平依赖信号，测量血氧化变化与神经元激活的耦合。当神经元变为活跃时，含氧血液流向该区域，降低去氧血红蛋白浓度。这减少了磁场的非均匀性，增加了从周围组织检测到的 MRI 信号。血流动力学响应函数绘制了神经元激活后随时间变化的信号强度增加。

Question 3

设计一个fMRI实验的主要步骤是什么？

Accepted Answer

fMRI实验始于建立关于脑功能的假设。然后设计一个刺激呈现范式，从延长刺激周期的块设计到简短、间隔刺激的事件相关设计。必须选择对BOLD信号敏感的适当MRI扫描参数。在招募参与者之前需要伦理委员会的批准，参与者必须接受MRI安全筛查并提供知情同意。

Question 4

为什么在fMRI扫描期间受试者的安全至关重要？

Accepted Answer

主体安全至关重要，因为fMRI使用的强磁场（1.5-3特斯拉）可能与金属植入物发生相互作用。必须筛查参与者是否存在MRI禁忌症，如心脏起搏器，并且必须移除所有金属物品。由于扫描仪噪音，会提供听力保护。使用软垫进行正确的头部定位可减少运动伪影。这些预防措施确保了参与者在整个扫描过程中的安全和数据质量。

Question 5

什么预处理步骤为fMRI数据的分析做准备？

Accepted Answer

fMRI数据预处理通过几个步骤去除伪影并为统计分析准备数据。切片时间校正解决了图像切片之间的时间差异。运动校正去除了头部运动伪影。共同配准将功能扫描与高分辨率解剖图像对齐。对于组间研究，归一化到标准模板空间允许比较不同受试者之间的脑区和空间坐标，从而实现稳健的统计分析。

Question 6

通用线性模型如何分析基于任务的fMRI数据？

Accepted Answer

一般线性模型是任务型fMRI分析的标准统计方法。它假设观察到的BOLD信号与预期的血流动力学反应函数相匹配，并将此函数与刺激设计进行卷积。统计分析随后识别与刺激或所测认知功能相关的具有显著MRI信号的脑区。结果以统计学参数图的形式显示，使用颜色编码的体素显示具有统计学显著性的区域。

Question 7

fMRI的主要临床和研究应用是什么？

Accepted Answer

fMRI 研究正常大脑在运动、视觉和语言处理方面的功能，推进了对 认知过程 的理解。它还可以绘制出心理障碍（包括焦虑、创伤后应激障碍、自闭症和痴呆）中的异常大脑状态。fMRI 可以与扩散张量成像或脑电图等互补技术结合使用，以进行更深入的调查。使用独立成分分析的静息状态 fMRI 分析揭示了功能连接模式。

fMRI:功能磁共振成像 - 评估测验