September 22nd, 2014
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。
次の実験の全体的な目標は、特に他のイメージングモダリティからパラダイムを取る場合に、タスク設計がFMRI研究の結果の解釈にどのように影響するかを示すことです。これは、まず、この場合の関心のある認知的または心理的な構成概念、つまり視覚的な奇妙なパラダイムに適したタスクを選択することによって達成されます。2番目のステップでは、同じ刺激を使用して視覚的な奇妙なタスクの3つの異なるバージョンを設計し、その結果、FMRIスキャン中にボランティアが行動を修正します。
次に、タスクバージョン間の脳の活性化の違いを定量的に評価するために、FMRIデータを分析します。適切な実験デザインとデータ分析に基づいて、認知プロセスと運動プロセスをどのように区別できるかを示す結果が得られます。この方法は、人間の知覚、認知、行動の根底にある神経基質を特定するなど、認知神経科学の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。
この手法のアイデアを最初に思いついたのは、既存の文献との関連で自分たちの結果を解釈することが、研究間で課題デザインや実験手順に微妙な違いがあるために難しいと気づいたときでした。まず、タスクを設定する前に、関心のある認知的または心理的な構成概念を調査するための適切なタスクを選択します。まず、堅牢な脳応答に必要な適切な試行回数とシーケンス刺激のタイミングを決定し、刺激の開始と測定された脳応答の間の血行動態応答遅延を必ず考慮してください。
ceqソフトウェアをダウンロードしてインストールし、ルーンを実行して、試行回数、刺激、持続時間、およびスキャンパラメータに基づいて実験全体に試行を最適に分散させることにより、刺激の順序を決定します。次に、パラダイムを被験者に提示するための適切なプログラムで、事前に決定された刺激の順序を実装します。刺激の種類、タイミング、反応の観点から、パラダイムに関連するすべての情報を指定します。
このパラダイムは、視覚的な奇妙なタスクであり、ターゲット検出の応答とターゲット検出に対する注意の影響を測定するために使用できます。パッシブバージョンで準備できる奇妙なタスクには3つのバージョンがあります。被験者は視覚刺激を観察するだけで、サイレントカウントバージョンでは反応しません。
被験者は、頭の中で標的刺激を数えるように指示されるべきです。このタスクには、これらの刺激に注意を向け、識別するプロセスが必要です。最後に、応答バージョンでは、被験者はターゲット刺激を見たときに応答ボタンを押す必要があります。
この課題には、注意力、識別プロセス、および標的刺激に対する応答の選択または生成が必要です。FMRI 実験のセットアップを開始します。まずはスキャナールームを用意することで。
ヘッドコイルの下部をスキャナーベッドに接続します。次に、スキャナー、ベッド、クッションに清潔な保護カバーを取り付けます。次に、スキャナー内の被験者に実験パラダイムを提示するディスプレイデバイスをオンにし、ボタンを押したままのデバイスを使用して応答を記録します。
次に、実験パラダイムを提供するソフトウェアを開き、ログファイルの名前を入力します。また、MR Scannerデータベースに被験者を登録し、実行するMRシーケンスが設定され、準備ができていることを確認してください。研究募集手順中に、すべての潜在的な被験者にMRI禁忌がないかスクリーニングします。
その後、被験者が到着したら、訓練を受けた職員とともに徹底的なMRI安全スクリーニングを実施します。対象物に金属がないこと、ベルトウォッチやジュエリーなどのアイテム、およびコインなどのポケットアイテムが取り除かれていることを確認してください。被験者の準備ができたら、スキャナーベッドに座って、聴覚保護のために耳栓を装着してもらいます。
次に、スキャナーベッドに快適に横たわり、頭をイメージングコイルに入れます。小さなクッションを使用して被写体の頭を固定し、スキャン中の不要な頭の動きを最小限に抑えます。次に、ヘッドコイルの上部を被験者の頭にかぶせ、コネクタを差し込みます。
ヘッドコイルの上に鏡を配置して、被験者が被験者の後ろの画面に表示される実験パラダイム、必要に応じてスキャンを停止するための緊急呼び出しボタン、および応答デバイスを確認できるようにします。最後に、画像を取得する前に、被験者をスキャナーの穴に移動させます まず、被験者がインターホンを介して実験者の声を聞くことができ、被験者が快適でスキャンを開始する準備ができていることを確認します。次に、ローカライザースキャンを実行して、スキャナー内の被験者の頭の位置を取得します。
次に、MPレイジなどの高解像度の構造スキャンを実行します。次に、Visual Oddball タスクの 3 回の実行で機能的 MRI スキャンを実行します。実行の合間に被験者と話しかけて、タスクの指示と安心感を提供し、彼らが快適で学習を続ける準備ができていることを確認します。
すべての構造的および機能的イメージングが完了したら、実験が終了したことを被験者に伝えます。次に、スキャナールームに入り、被験者をスキャナーから外します。集録したFMRIデータの解析に適したソフトウェアパッケージを選択してください。
まず、標準的な前処理手順を適用して、さらに分析するためのデータを準備します。ステップには、モーション補正、スライスタイミング、画像の共レジストレーション、空間スムージング、ハイパス時間フィルタリング、および空間正規化が含まれる場合があります。次に統計解析を行うには、まず、パラダイムで発生したすべてのイベントの開始時間と期間を指定します。
これらは、説明変数またはリグレッサーとも呼ばれます。次に、対比を設定して、比較する説明変数を決定します。たとえば、ターゲット刺激の検出に固有の大胆な活性化を識別するには、ターゲット刺激が非ターゲット刺激よりも大きいことを指定するコントラストを設定します。
各科目と各条件について、第1レベルの統計分析を別々に実行します。次に、複数の被験者のデータを取得したら、第2レベルまたはグループレベルの分析を使用して3つの条件を比較します。この刺激法と分析法は、視覚的な奇妙課題に関連する脳領域における大胆な活性化を誘発した。
ターゲットが非ターゲットコントラストより大きい場合、パッシブ条件では活性化されませんでしたが、ここで見られるように、カウント条件と応答条件の両方で活性化が明らかになりました。ここでは、パッシブ条件に対するカウント条件の大胆なアクティブ化を確認できますが、パッシブ条件に対する応答条件は、こちらで確認できます。すべてのデータは、頻繁より大きいターゲットを表します。
低レベルの造影剤の活性化は、両方の条件に共通の補足運動野SMAで見ることができますが、中前頭回MFGの活性化は応答状態でのみ見られます。このビデオを見れば、FMRIスタディの設計と実装の方法、および設計が結果の解釈にどのように影響するかを十分に理解できるはずです。FMRIでの作業は非常に危険である可能性があり、この方法を実行する際には、ボランティアを徹底的にスクリーニングするなどの予防措置を常に講じる必要があることを忘れないでください。
さらに、これらの手順は常に訓練を受けた担当者が実行する必要があります。
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この研究は、タスクデザインがfMRI結果にどのように影響するか、特にEEG研究からのパラダイムを適応させる場合について探っています。視覚的オッドボールタスクを使用して、タスクの要求に基づくBOLD活性化の様々なパターンを示します。
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