Name: 人間の前頭前野皮質からfMRI信号への行動応答の相関：タスク分析を用いた認知プロセスを調べる (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-06-20T12:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: 学ぶfMRIを用いた行動応答と脳活動の相関解析。感情ストループ課題中のボタン押し反応と眼球運動を記録し、下前頭回の活性化と認知プロセスの関係を解明する神経科学研究手法。

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国立科学によって資金を供給され、JFXD、保健学部、ニューヨーク大学と著者に工学研究会（NSERC）はSOオンタリオ問題ギャンブル研究センター（OPGRC）で博士号の資金を持っています。

1。 MRI室に入る前に<ol><li>参加者はすべての実験のリスク（例えばペースメーカー、閉所恐怖症、金属インプラント、妊娠の可能性など）、および参加の利点を説明し同意書を完了します。 </li><li>すべての参加者は、禁忌の参加者は除外する必要があります（簡単な病歴、手術前の手順等）MRIの安全性とスクリーニング質問票を記入する必要があります。 </li></ol> 2。タスクの概要とトレーニング<ol><li>アンチサッカードのタスクのパフォーマンスに関するトレーニングを提供しています。 <ol><li>緑色の固定は、プロサッカー裁判を示しています。 8月10日°の視野角で、画面の周囲に現れるターゲットに目を向けるよう参加者に指示します。 </li><li>赤の固定は、アンチサッカードトライアルを示しています。画面の周囲に表示されるターゲットのミラーの反対側に目を向ける参加者に指示する、8-10°（例えば、右のターゲットに対しての視覚的な角度で、目に見えるe）は残しました。 </li></ol></li><li>スキャナ外部の感情的なストループのタスクのパフォーマンスに関するトレーニングを提供しています。 <ol><li>スキャナ外部のコンピュータ上で顔ワード式のさまざまな組み合わせで15の練習試験が含まれています。参加者がタスクを学習し、MRIスキャナで適切なボタンを押すと、それらが期待されている何のために練習の目的である。どのボタンを幸せそうな表情/ワード、中立的な表現/ワードと悲しい表現/単語を報告するために押されてするよう参加者に指示します。さらに、時スキャナの内部に、各ボタンが表している感情の参加者を思い出させる。 </li><li>式を（悲しい、ニュートラル、ハッピー）を示す説明的な言葉は、個々の顔の写真に重ねています。これらの言葉は絵の中の顔（ 図1）で示されている感情と一致するか一致しないのいずれかです。担当者のどちらかに参加者を思い出させて画面上で書かれた命令でそれぞれのスキャンを開始"表情（悲しい、中立、幸せ）"または可能な限り迅速に対応するボタンを押すことによって "書かれた単語を（悲しい、中立、幸せ）" ORT。 </li><li>命令は、参加者が別の1秒間に執着固定クロス、続いて、1秒間に表示されます。固定クロスは2秒の応答画像に続いて、250ミリ秒のために提示顔刺激が続いている。応答イメージが参加者に適切なボタンを押すことによってその応答を報告する時間を与えるために使用されます。固定クロスの次の視覚的なプレゼンテーションでは、このレスポンス·イメージの終了後に開始されます。各参加者には、2つの命令グループ（すなわち、顔の表情OR書かれた言葉）のいずれかで実験的なスキャンを繰り返します。すべての刺激はプレゼンテーション12.1（使用して作成され、提示された<a href="http://www.neurobs.com" target="_blank">www.neurobs.comを</a> ）。 </li></ol></li></ol> 3。スキャナとアイトラッキングの設定<ol><li> bへ実験のセットアップeginは、デジタルプロジェクターとMRIの画面上に焦点を当てたイメージとして、コンピュータの刺激を投影することで開始します。 </li><li>参加者は、制御室での椅子から立ち上がると、スキャナの部屋に入るように求められます。耳栓、および/または頭の電話が提供されており、被験者は自分の耳の運河に配置します。 <ol><li>対象は、ヘッドコイルの中心に彼らの頭の位置で仰臥位にある。我々は、データの原因の損失をスキャン中に頭部運動以来、頭の彼らの動きを制限することでそれらをできるだけ快適なだけでなく、側近にするために枕や発泡スチロールで参加者の身体と頭の位置を安定させる。頭部の動きが任意の方向に1ミリメートルよりも大きい場合は特に。 </li><li>スライド/参加者の頭の上headcoilを配置し、プロジェクターの画面を映す鏡を表示するには、まっすぐに見ながら、彼らができるだけ快適に頭を傾けています。目はpと次の位置に近いなければなりません2時間まで持続できるスキャンセッションを介して参加者の快適性を維持するための8 ossible。 </li></ol></li><li>彼らはスキャナでは1回、投影画像の焦点はどのように参加者に依頼してください。それがシャープでない場合は、画面上のイメージを向上させるためにレンズを再調整します。 </li><li> eyetrackerは現在、赤外カメラが正しい位置にあることを保証するためにキャリブレーションによってテストされています。角膜反射は理想的な、または正常に動作しない場合は、赤外LED光源を調整する必要があり、または参加者の頭の位置の近くに赤外LED光源を映す鏡は、再編/調整する必要があります。参加者の頭が調整された場合は、より多くのパディング/泡や枕は、このヘッド/ボディポジションを維持するために必要されている場合は、件名をお願いします。赤外線アイ·トラッカー（すなわちSensomotoricインスツルメンツ、ニーダム/ボストン、MA）を使用して、モニターと記録、参加者の水平方向および垂直方向の眼の位置をスキャン中に、行動パラダイムWHで、これらの相関関係本発明は、脳の活動を分析する。5,7 </li></ol> 4。スキャンの手順<ol><li>参加者の彼らの左手で腹部と右手のジョイスティック/ボタンボックスに緊急連絡スクイーズボールを置きます。頭の近くに右側にビタミンEのカプセルを配置します。これは、特定のエラーを行います解剖スキャンで表示できます左から右に画像を反転されません。 MRIの中心にベッドを上げて、スライドさせます。 </li><li>実験者のすべてがMRI余地を残していることを確認し、MRIへの扉を閉じます。 </li><li>制御室のインターホンを通じて、参加者と通信し、それらがスキャンを開始する準備をし、できるだけ快適になっていることを確認してください。されていない場合は、必要に応じて調整します。 </li><li>スキャナのノイズが騒々しいとなり、これが正常であることを参加者に思い出させる。 <ol><li>最初のスキャンでは、ローカライズ/または正確を処方することができるように矢状領域に沿っていくつかの脳の画像を収集完全な解剖学的および機能的なデータのスライスのientation。参加者は、このスキャンには数分かかりますと言われています。 </li><li>実験者がローカライザースキャンの結果を表示したら、我々は、脳全体をカバーする解剖学的スライスのシリーズを規定している。私たちの例では、一般的に脳​​全体（170から256スライス）を包含する軸方向の斜めのスライスをスキャンします。このスキャンではスライスの所定の数に応じて10から6分程度かかることが参加者に指示します。いくつかのケースでは解剖学的スキャン機能スキャンした後に行うことができます。後者のいくつかの利点がありますが、通常、長期の実験では被験者は疲労が発生します。彼らは目を閉じることがありますので、このように、解剖学的スキャンは、被験者が注意を必要としません。それは、イメージングセッションの終了時にこれらのスキャンを行うには役に立つかもしれません。 </li><li>解剖学的スキャンが完了すると参加者がマイクを介して通信を介して今後のスキャンの具体的な指示を思い出している/スピーカーシステム。 </li></ol></li><li>この例では、擬似イベントに関連するデザイン2は感情的なストループ課題によって活性化する脳の領域を識別するために使用されていますが、必要なときにすべての感覚、内部感覚9ま ​​たはモータの刺激10が使用するために指示することができます。これらがスキャンされた後、我々は、アンチサッカードパラダイムは次の​​スキャンされている対象を指示します。選択された撮像パラメータに応じてスキャンが6分長いに近いでしょう。我々は、これは被験者が眠りに落ちるように誘導するより長いスキャンことがわかります。 </li><li>合計イメージングセッションでは、分析のために必要な合計のスキャンに応じて、約60から120分かかります。 </li></ol> 5。 fMRIの解析<ol><li> BrainVoyager QXソフトウェア（またはそのようなAFNIやSPMなどの解析パッケージ）を使用してデータを分析します。 </li><li>解剖学的脳画像の上に機能的なデータの統計マップを重ね合わせることから始めます。機能的に（RO興味のある脳の領域を定義する）スキャンの2つのタイプの間にタスクの条件ごとに個別の予測（つまり、一致すると一致しない、顔命令とワード命令、アンチサッカー、プロサッカード）と、一般線形モデル（GLM）を使用しています。 </li><li> GLMの対比から、すべての活性化前頭部の信号強度（領域のマップを生成するすべての合同対一致しないすべてのつまり）を調べ、すべての参加者間で標準化されたBOLD信号を計算し、合同でワード/と一致しない単語/顔の発現を比較する両方の条件2の式に直面している。 </li><li> GLMsのために使用された臨床試験で収集された反応時間を相互に関連付け、次に図4のような特定の試験2の自分の反応時間で、個々を越えて脳の活動を関連付けることができます。 </li></ol> 6。代表的な結果分析後、私たちは、電子と相関の脳領域を示す運動ストループとアンチサッカードのタスクは、スキャン中に記録されます。感情的なストループパラダイムの結果から、表現、命 ​​令、脳領域のすべての3つの要因間の相互作用の効果を示したが、表現と命令2のない主効果のない主な効果はありませんでした。私たちは、顔の表情が重畳された感情的な単語に一致しないたときに、書かれた単語を報告するから生成こ ​​のincongruencyは左IFG 2（ 図2）より高いBOLD信号強度を示したことが分かった。合同式のと比較して一致しない式の大きな信号強度が一致する幸せが最大の違いは2を示すとともに、統計的に有意であった。 最も重要なのはテストした3つの調和しない条件のためのRTSは、（悲しい幸せとニュートラル）は、すべての合同条件（ 図3）に比べて左のIFG内で増加したBOLD信号を予測した。このANAのために溶解は、我々は、特に反応時間を検討し、調和しないと一致する条件のRTは、この脳領域内のBOLD信号の動作（ 図3）の予測因子であったかどうかをテストするために回帰分析を行った。我々はニュートラル、ハッピーの単語表現を報告するとき、RTは左IFGの活動の変動の81％を占めることがわかった、と一致しないと合同条件2の間に悲しい。高いRTは、他のすべての式の条件に比べて最大RT /信号強度比が得られる調和しない悲しい状態で、大きな左IFG活性化の予測です。私たちは活動の2つのネットワークを比較することができるために、上記と同様の方法を用いて抗サッカーのパラダイムを分析した。この例では、プロサッカーのタスクに比べてアンチサッカードのため左のIFGには増加した信号がなかったことがわかった。詳細については、我々は、Ford ら（2007）に読者を参照してください。 <img alt="図1" src='"/' files> 図1。調和しない裁判（SADという言葉が重畳幸せそうな表情を持つ顔）の例を示します。実験では、顔刺激（250 ms）および参加者のボタンの応答を必要とマスク画像（2秒）で進んで、固定点（1秒）で始まります。 <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig2.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図2"> 図2：すべての固定ボリュームは、ベースラインとして使用された。エラーバーは平均値（SEM）の標準誤差を示す。一致しない式では、（悲しい、ニュートラル、ハッピー）合同式の2に比較して有意に大きいBOLD信号の変化を示した。はめ込み画像は、機能的にコントラストがワード命令セットに出席中の合同条件に対して一致しない感情的なストループは、セクション5.2で説明し使用してローカライズされた左下前頭回（IFG）を示しています。 <img alt='"図3"' src='"/' files> 図3 "Wordに出席し"命令の間に、調和しない-合同コントラストは、RTSとBOLD信号強度との間に正の相関を示した。このグラフは、6つの条件のそれぞれの間に全10科目 "のRTとBOLD信号の平均値です。エラーバーは平均値（SEM）の2標準誤差を示す。 <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/3237/3237fig4.jpg" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="図4"> 図は、4。各式の二つの繰り返しは被験者に表示されていました。一番上の行は、試験の1つのブロックからの試験シーケンスの概略図である。下部のセクションでは、感情的な表情の表現に関与する脳の領域を検出するために使用される2つのガンマ血行動態応答関数（HRF）の描写である。

<ol><li>Stroop, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Studies+of+interference+in+serial+verbal+reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Experimental+Psychology%22%5BJournal%5D)">Studies of interference in serial verbal reactions.</a> Journal of Experimental Psychology. 18, 643-662 (1935).</li>
<li>Ovaysikia, S., Tahir, K. A., Chan, J. L., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Word+wins+over+face%3A+emotional+Stroop+effect+activates+the+frontal+cortical+network%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Hum.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Word wins over face: emotional Stroop effect activates the frontal cortical network.</a> Front Hum. Neurosci. 4, 234(2011).</li>
<li>Hallett, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Primary+and+secondary+saccades+to+goals+defined+by+instructions%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Primary and secondary saccades to goals defined by instructions.</a> Vision Res. 18, 1279-1296 (1978).</li>
<li>Connolly, J. D., Goodale, M. A., DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparison+of+frontoparietal+fMRI+activation+during+anti-saccades+and+anti-pointing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">A comparison of frontoparietal fMRI activation during anti-saccades and anti-pointing.</a> J. Neurophysiol. 84, 1645-1655 (2000).</li>
<li>DeSouza, J. F. X., Menon, R. S., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparatory+set+associated+with+pro-saccades+and+anti-saccades+in+humans+investigated+with+event-related+FMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Preparatory set associated with pro-saccades and anti-saccades in humans investigated with event-related FMRI.</a> J. Neurophysiol. 89, 1016-1023 (2003).</li>
<li>Everling, S., DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rule-dependent+activity+for+prosaccades+and+antisaccades+in+the+primate+prefrontal+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Cogn.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Rule-dependent activity for prosaccades and antisaccades in the primate prefrontal cortex.</a> J. Cogn. Neurosci. 17, 1483-1496 (2005).</li>
<li>Ford, K. A., Goltz, H. C., Brown, M. R. G., Everling, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+processes+associated+with+antisaccade+task+performance+investigated+with+event-related+fMRI%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Neural processes associated with antisaccade task performance investigated with event-related fMRI.</a> J. Neurophysiol. 94, 429-440 (2005).</li>
<li>DeSouza, J. F. X., Nicolle, D. A., Vilis, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Task-dependent+changes+in+the+shape+and+thickness+of+Listing%27s+plane%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Res%22%5BJournal%5D)">Task-dependent changes in the shape and thickness of Listing's plane.</a> Vision Res. 37, 2271-2282 (1997).</li>
<li>Hadjikhani, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+migraine+aura+revealed+by+functional+MRI+in+human+visual+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of migraine aura revealed by functional MRI in human visual cortex.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 4687-4692 (2001).</li>
<li>DeSouza, J. F. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+position+signal+modulates+a+human+parietal+pointing+region+during+memory-guided+movements%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Eye position signal modulates a human parietal pointing region during memory-guided movements.</a> J. Neurosci. 20, 5835-5840 (2000).</li>
</ol>

我々は、開示することは何もありません。

タスクに関連したアクティベーションの地図を生成するために、脳の領域を識別することは、スキャンタスク（または抗サッケード対プロサッカーストループ、一致しない対合同感情と表情のどちらかで、すなわち）との間の正確なコントラストを作成するに依存しています。動作が対象にエラーが発生した試験を削除するには、スキャナで収集されている場合、これらの機能のマップは、より洗練することができます。これらのエラーは、削除することができ、機能的なマップよりもエラーの十分な数があった場合は、これらの3,4,5,6で作られる可能性があります。最も重要なのは、より長い反応時間を持っていたストループ課題一致しないタスクのために反応時間を調べるときにも左前頭皮質（IFG）で高いBOLD信号を持っていた。我々はこの行動データを収集しなかった場合我々は、前頭前野2に、この新しい洞察力を持っていません。 この手法は、ある特定の関連付けられている脳領域の活動のパターンの測定を可能にするそのようなボタンを押す2または眼球運動の記録の対策を使用して、正しいとエラー...

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Joseph DeSouza and Laura Pynn middle initials were omitted at publication.
These have been corrected to:
Joseph F.X. DeSouza Laura K. Pynn

A correction was made to <a href="http://http://www.jove.com/video/3237">Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis</a>. Some of the authors middle initials were omitted.

Erratum: Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

<table border="1"><tbody><tr><td> 機器の名前 </td><td> 会社 </td></tr><tr><td> 3テスラMRIマシン</td><td>シーメンスMAGNETOMトリオ（エルランゲン、ドイツ） </td></tr><tr><td> iViewXアイトラッキング</td><td> SensoMotoricインスツルメンツ株式会社</td></tr><tr><td> BrainVoyager QXソフトウェア</td><td>脳イノベーション、マーストリヒト、オランダ</td></tr><tr><td> 4ボタンのジョイスティック</td><td>現在のデザイン社、フィラデルフィア、PA、アメリカ合衆国</td></tr></tbody></table> 表1特異的試薬および装置。

人間の前頭前野皮質からfmri信号への行動応答の相関：タスク分析を用いた認知プロセスを調べる

Correlating Behavioral Responses to fMRI Signals from Human Prefrontal Cortex: Examining Cognitive Processes Using Task Analysis

このメソッドは本稿の目的は2つの類似したタスクで従事して補完的な脳のプロセスを調べるためにニューロイメージング手法を実装する方法を記述することです。 fMRIのスキャナのタスクのパフォーマンス中に参加者の行動は、その後、血液酸素レベルに依存した信号を用いた脳活動に相関することができます。我々は、対象タスクが正しくしてパフォーマンスを修正するために関連する脳の信号を調べることができるように行われ、適切な試験を、並べ替えることができるように挙動を測定します。逆に、被験者は正確にタスクを実行しないと、これらの試験は、我々が唯一の正しいパフォーマンスを得るためにではなかった試験を導入すると、適切な試験と同じ分析に含まれています。したがって、多くの場合これらのエラーは、それらに脳の活動を関連付けるために自分自身を使用することができます。ストループ1とアンチサッカードタスク：我々は、自動応答の抑制の間に脳を調べるために私たちのラボで使用される2つの相補的なタスクについて説明します。ザ感情的なストループパラダイムは、どちらの顔刺激1,2の感情の顔や顔の表情&quot;を越え重畳された感情的な&quot;言葉&quot;を報告し、参加者に指示します。言葉と表情が異なる感情を参照するときに、何の間に競合が言って、何を自動的に読み込まれますが発生しなければなりません。参加者は、単語の読みと表情の2つの同時競合するプロセス間の競合を解決する必要があります。ワードを読み出すために私たちの衝動が強い &quot;刺激 - 反応（SR）組合につながる。したがって、これらを抑制する強力なSRのは困難であり、参加者はエラーを作成する傾向がある。この対立を克服し、顔や言葉から注目を離れて指示する対象は、通常より多くの顕著な刺激に注意を向けるプロセス、ボトムアップを抑制する必要があります。同様に、命令キューは、周辺刺激の位置が、その後EYにのみ注意を向けるために使用される抗サッケードタスク3,4,5,6、で電子の動きはミラーと対向する位置に行われています。再び我々は、脳の活性に相関することができますし、正しいとエラー試験への行動応答7のソートを可能にする参加者の眼球運動を記録することによって動作を測定します。神経画像は現在の研究者が異なる認知過程の指標であると関連するさまざまな神経回路網を特定し、正しいとエラー試験の異なる動作を測定することができます。

私たちの研究の目的は、脳の活動にビヘイビアを関連付けることです。正確な行動の対策やイメージング技術は、私たちは脳と行動の関係を解明することができます。

人間の前頭前野皮質からfMRI信号への行動応答の相関：タスク分析を用いた認知プロセスを調べる

本メソッド論文の目的は、2つの類似した...によって関与する相補的な脳プロセスを調査するための神経イメージング技術の実装方法について解説することである。

本実験の全体的な目的は、視覚刺激に対する注意反応に関連するMRI信号を研究することです。これは、被験者が感情ストループ刺激に注意を向けている間にスキャンを行うことで達成されます。同時に、刺激に対するボタン押し反応を記録し、これを脳内信号と相関させる行動指標として用います。さらに、注意の選択性を測定するため、スキャナー内でアイトラッカーを用いて被験者の眼球運動を記録します。刺激反応タスク中の行動とfMRI信号の相関分析に基づき、下前頭回の活性化を示す結果が得られます。陽電子放出断層撮影（PET）などの他の手法に対するこの手法の主な利点は、被験者を最大2時間までスキャンできることです。このシステムは、前頭前皮質の抑制についてより深く理解するのに役立ちます。このシステムの機能不全は、ADHDやトゥレット症候群などのさまざまな神経病理に関与しています。本実験を開始する前に、参加希望者は研究同意書および標準的なMRIスクリーニング問診票への記入を完了させる必要があります。MRIの禁忌事項がないことを確認してください。書類手続きが完了したら、被験者にantisタスクのトレーニングセッションを実施します。ここでは、緑色の注視点が表示されるとproセコンド試行であることを示します。参加者に、画面の周辺部、視角8〜10度の位置に現れるターゲットを見るように指示します。赤い注視点が表示された場合はantis COD試行であり、参加者に、再び画面周辺部の視角8〜10度の位置に現れるターゲットとは反対側の鏡を見るように指示します。例えば、右側にターゲットが現れた場合、被験者は左側を見る必要があります。次に、エモーショナル・ストループ課題のトレーニングを行います。これは擬似的なイベント関連パラダイムであり、表情を示す記述単語が個々の顔写真の上に重ねて表示されます。単語は、顔に描かれた感情と一致している（一致条件）、または一致していない（不一致条件）かのいずれかになります。画像を用いて、幸福な表情または単語、中立的な表情または単語、あるいは悲しい表情または単語を報告する際にどのボタンを押すかを参加者に指示します。タスクは、対応するボタンをできるだけ早く押して、顔の表情または書かれた単語を報告することを参加者に思い出させる1秒間の書き言葉による指示画面から開始します。続いて1秒間の注視点十字が表示され、次に250ミリ秒間顔刺激が提示され、その後2秒間反応画像が表示されます。反応画像は、参加者が反応を報告するための時間を設けるために提示されます。反応画像の終了後に、次の注視点の視覚提示が始まります。異なる顔の単語表現の組み合わせを用いて、15回の練習試行を含めてください。スキャンの準備を開始します。まず、デジタルプロジェクターの電源を入れ、コンピュータ刺激をMRIボア内のスクリーンに焦点の合った画像として投影します。次に、被験者をスキャナールームに案内し、聴覚保護のために耳栓とヘッドフォンを着用させます。被験者を仰向けに寝かせ、頭部をヘッドコイルの中心に配置します。クレードルを用い、枕またはフォームインサートで被験者の身体と頭部の位置を固定し、快適さを確保しつつ頭部の動きを制限します。その後、ヘッドコイルを装着します。次に、被験者に鏡を見て正面を向いた状態で、心地よい角度に頭を傾けてもらいます。投影された画像が反射して見える際、最大2時間に及ぶこともあるスキャニングセッション中の被験者の快適性を維持するため、眼球はできる限り一次視線位置にあるようにしてください。投影画像にピントが合っているか被験者に確認します。鮮明でない場合は、レンズを再調整して画像の明瞭度を向上させてください。次に、赤外線カメラが正しい位置にあることを確認するために、アイトラッカーのキャリブレーションを行います。角膜上の反射が最適でない場合は、赤外線光源を調整するか、被験者の頭部位置付近にある赤外線光源を反射させるミラーを再調整してください。また、この姿勢を維持するために、フォームパッドや枕をさらに追加する必要があるか被験者に確認してください。装置のセットアップが完了したら、被験者の右手に緊急連絡用のスクイーズボールを、左手にレスポンスボックスを持たせます。また、解剖学的スキャンで確認でき、画像の左右反転を防ぐための目印となるため、ヘッドフォンの右側にビタミンEカプセルを配置します。最後に、ベッドを上げてMRIの中央にスライドさせます。コントロールルームに入ったら、インターホンを使用して、被験者がスキャンセッションを開始する準備ができているか、およびリラックスして快適な状態であるかを確認します。また、スキャナーから大きな騒音が発生することを被験者に伝えてください。まず、ローカライザースキャンを取得することから開始します。次に、脳全体をカバーする一連の解剖学的スライスを指定します。通常は軸方向斜位（axial oblique）のスライスを使用してください。参加者に、解剖学的スキャンの所要時間について説明してください。この工程には、規定のスライス数に応じて約6～10分かかります。あるいは、解剖学的スキャンを機能的スキャンの後に取得することも可能です。解剖学的スキャンが完了したら、機能的シーケンスを規定し、参加者にストループ課題の指示を改めて説明してください。次に、スキャナーとパラダイムを同時に開始し、すべてのボタン押しを記録します。赤外線アイトラッカーを使用して参加者の水平および垂直方向の眼球位置を監視・記録し、これらのデータを行動パラダイムと相関させることができるようにしてください。続いて、被験者に対し、次のスキャン中にanti Schoパラダイムが実施されることを指示します。次に、同期させたパラダイムを用いてスキャンを開始します。選択した撮像パラメータによって異なりますが、スキャン時間は約6分になります。被験者が眠ってしまう可能性があるため、それ以上の長時間のスキャンは避けてください。このイメージングセッション全体にかかる時間は、セットアップや被験者ごとの調整に要する時間、および解析に必要な機能的スキャンの数によって、60分から120分程度となります。この実験で得られたデータは、brain voyageやqxなどの任意のfMRI解析パッケージを用いて解析することが可能です。こちらをご覧ください。A acneやSPMは、他にも一般的に使用されるfMRI解析プログラムです。機能的データから得られた統計マップは、解剖学的脳画像に重ね合わせて表示する必要があります。そのためには、まず一般線形モデル（GLM）を用い、タスクの各条件に対する個別の予測変数を使用して、関心のある脳領域を機能的に定義します。2種類のスキャンにおいて、一致および不一致の顔指示と単語指示、antis、secod、およびpros secodの予測因子を使用します。次に、GLMコントラストから活性化したすべての前頭領域における信号強度を調べます。その後、全参加者にわたる標準化BOLD信号を算出し、不一致な単語の顔表情と一致する単語の顔を比較します。最終的に、両方の条件の表現を、使用された試行で収集された反応時間と相関させます。次に、各個人の脳活動を、特定の試行におけるその個人の反応時間と相関させます。ここに示されている画像は、不一致感情ストループ条件と一致条件のコントラストを用いて機能的に局在化した、左下前頭回（IFG）を示しています。「単語に注目せよ」という教示セットの間における結果です。ここでは、顔の表情が重ね合わせられた感情単語と不一致であった場合、その不一致による記述単語の報告が、より高いBOLD信号強度をもたらしたことがわかります。左側のIFGでは、一致した表情と比較して、不一致な表情においてBOLD信号の変化が有意に大きくなりました。「単語に注目せよ」という教示 during the attend to word instruction の間、不一致・一致のコントラストにおいて、反応時間とBOLD信号強度の間に正の相関が認められました。このグラフは、6つの条件それぞれの、被験者10名の反応時間とBOLD信号の平均値を示しています。ここで、上段は1つの試行ブロックにおける試行シーケンスの模式図です。下部のセクションは、感情的な顔の表情に関与する脳領域を特定するために使用される2つのガンマ血流動態反応関数を示しています。この手順を行う際は、スキャン間に被験者の状態を確認し、モーションアーティファクトを低減させるためにできるだけ静止していただくよう促すことが重要です。この手順に続き、下前頭回におけるタイミングの影響を調べるために、磁気共鳴エンセファログラフィーなどの他の手法を用いることができます。

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このビデオでは、ターゲット·タスク/プロセスによって係認知制御ネットワークの機能的接続性の加齢変化を調べる方法を提示します。技術は、fMRIのデータの多変量解析に基づいている。...

寸法変化カードソート·パフォーマンスと認知制御ネットワーク関連の機能的結合の加齢の違いを調査するための方法

脳波実験での使用履歴を持つパラダイムをfMRI実験に移すことが検討されます。視覚的な奇妙なタスクでタスクの要求を操作すると、BOLDの活性化の異なるパターンがもたらされたことが実証されており、fMRI実験でタスクデザインがいかに重要であるかを示しています。...

脳イメージングモダリティ間で転送認知タスク：fMRIの研究の作業の設計と結果の解釈のための含意

物理的な制約なしラボoutside脳の活動を監視する方法論的課題を提示。繊維のないが、ウェアラブル機能近赤外分光法（fNIRS）システムは、将来の生態記憶タスクの際の脳活動を測定するために使用しました。また、このシステムは、非実験室ベースの実験の間に脳活動を監視するために使用できることが実証されました。...

実世界認知課題における脳活動を監視するために繊維のない、ウェアラブルfNIRSを用いて

本プロトコルは、EEG および fNIRS の同時記録を実行する方法と、EEG と fNIRS...

フランカータスクによる同時脳波と機能的近赤外分光記録の実施

ここでは、MRI環境内の行動モニタリングの課題を克服し、外部の手がかりに対する指示されていない行動反応の検出を可能にするビデオ分析パイプラインを紹介します。この分析により、誘発された内部状態の変化と脳全体の活動について、より包括的な理解が促進されます。...

全脳イメージングにおける母体行動応答のプロファイリング

機能的磁気共鳴画像法を使用して、認知感情調節課題の神経相関を調査するためのプロトコル、すなわち認知再評価を紹介します。このプロトコルは、強迫性障害および健康な対照の患者に使用されましたが、他の臨床サンプルにも使用できます。...

タスクベースの機能的磁気共鳴画像法を用いた強迫性障害における認知再評価の神経相関の探索

我々は、触覚と化学手がかりのない状態での動作の視覚的手掛かりの効果を研究するための2つの方法を開発しました。一つの方法は、水槽内の反射壁にザリガニのビデオテープに録画応答を含む、他は透明なパーティションの背後にあるライブザリガニが提供する視覚入力の影響を検討。...

ザリガニのリフレクションに行動反応の記録

我々は、磁気共鳴画像法（MRI）を用いて脳の機能と構造の同時分析のための斬新なアプローチを説明します。我々は、高解像度の拡散強調イメージングおよび白質繊維ラクトで脳の構造を評価する。標準的な構造のMRIとは異なり、これらの技術は、私たちが直接、脳のネットワークの機能的特性に解剖接続を関連付けることができます。...

fMRIと拡散強調画像を用いた脳の構造と機能の同時分析

学ぶfMRIを用いた行動応答と脳活動の相関解析。感情ストループ課題中のボタン押し反応と眼球運動を記録し、下前頭回の活性化と認知プロセスの関係を解明する神経科学研究手法。

人間の前頭前野皮質からfMRI信号への行動応答の相関：タスク分析を用いた認知プロセスを調べる

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