EEG 실험에서 사용된 이력이 있는 패러다임을 fMRI 실험으로 전환하는 것이 고려됩니다. 시각적 괴짜 작업에서 작업 요구 사항을 조작하면 다양한 BOLD 활성화 패턴이 생성되고 작업 설계가 fMRI 실험에서 얼마나 중요한지 설명되었습니다.
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EEG 실험에서 사용된 이력이 있는 패러다임을 fMRI 실험으로 전환하는 것이 고려됩니다. 시각적 괴짜 작업에서 작업 요구 사항을 조작하면 다양한 BOLD 활성화 패턴이 생성되고 작업 설계가 fMRI 실험에서 얼마나 중요한지 설명되었습니다.
인지 신경 과학 방법이 개발됨에 따라 확립된 실험 과제가 새로운 뇌 이미징 양식과 함께 사용됩니다. 여기에서는 행동 및 뇌파검사(EEG) 실험의 오랜 역사를 가진 패러다임(시각적 괴짜 작업)을 기능적 자기 공명 영상(fMRI) 실험으로 전환하는 것이 고려됩니다. 이 논문의 목적은 fMRI를 간략하게 설명하고 인지 신경 과학에서 fMRI의 사용이 적절할 때를 설명하는 것입니다. 작업 설계가 fMRI 실험의 결과에 어떤 영향을 미칠 수 있는지, 특히 해당 작업이 다른 이미징 양식에서 차용된 경우 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 설명합니다. fMRI 실험 수행의 실용적인 측면을 설명합니다. 시각적 괴짜 작업에서 작업 요구 사항을 조작하면 혈액 산소 수준 의존성(BOLD) 활성화의 다양한 패턴이 발생한다는 것이 입증되었습니다. fMRI BOLD 측정의 특성은 많은 뇌 영역이 특정 작업에서 활성화되는 것으로 밝혀졌다는 것을 의미합니다. 이러한 활성화 영역의 기능을 결정하는 것은 작업 설계 및 분석에 크게 좌우됩니다. 많은 fMRI 작업의 복잡한 특성으로 인해 데이터를 해석할 때 작업의 세부 사항과 요구 사항을 신중하게 고려해야 합니다. 이 데이터는 이것이 인지적 요소뿐만 아니라 운동 반응에 의존하는 작업에서 특히 중요하며, 가능한 경우 은밀하고 명백한 반응을 고려해야 한다는 것을 보여줍니다. 또한, 데이터는 EEG 패러다임을 fMRI 실험으로 전환하는 데 신중한 고려가 필요하며 동일한 패러다임이 이미징 양식 전반에 걸쳐 동일하게 잘 작동할 것이라고 가정할 수 없음을 보여줍니다. 따라서 fMRI 연구의 설계는 관심 효과를 확립하기 위해 행동적으로 파일럿 테스트를 거친 다음 관심 효과에 대한 적절한 설계, 구현 및 분석을 보장하기 위해 fMRI 환경에서 파일럿 테스트를 수행하는 것이 좋습니다.
인지 신경 과학의 방법을 개발할 설립 실험 작업은 새로운 뇌 영상 방식으로 사용됩니다. (예를 들어, 별개의 메모리 서브 - 성분) 행동 도메인 및 특정 기능을 프로빙 적합한 실험적 작업에서 조사 된 대부분의 신경 심리학 적 개념이 개발되고 테스트 된 이후 이것은 논리 진행된다. 새로운 기술이 이러한 행동 관찰의 신경 토대에 대한 증거를 등장으로 새로운 뇌 영상 방법을 모색한다. 단순히 영상 검사를 위해 잘 연구 된 행동 작업에 그리는 유혹 할 수도 있지만, 몇 가지 중요한주의 사항이 고려되어야한다. 하나는 중요한 자주 무시하더라도, 상기 고려 행동 증거를 조사하는 가장 적합한 영상 법을 사용하는 것이다. 인지 신경 과학 심리학의 관점에서 신경 액티브에 대한 우리의 이해를 향상시키기 위해 사용할 수있는 여러 뇌 영상 방법이 있습니다성만은 관심의 개념을 기초; 예를 들어, 뇌파 (EEG), 인 자기 (MEG), 경 두개 자기 자극 (TMS), 기능성 자기 공명 영상 (fMRI)과 양전자 방출 단층 촬영 (PET)에 대한. 이러한 방법은 모두 자신의 장점, 단점과 적절한 응용 프로그램을 가지고있다. 여기의 fMRI 실험에 행동 및 뇌파 실험의 긴 역사를 가진 패러다임을 전송 고려된다. EEG는 지각 및인지 과정과 관련된 신경 반응을 조사하기 위해 수십 년간 사용되어왔다. 이와 같이, 많은 패러다임이 방법에 사용하기 위해 개발되어 시간이 지남에 따라 진화 해왔다. 기능성 자기 공명 영상인지 신경 과학에서 최근에 등장하는 기술이며,이의 fMRI에서 사용되는 뇌파 연구에서 개발 된 몇 가지 패러다임을 주도하고있다. 새로운 기술과 뇌파 실험에서 지식 기반을 구축하는 것은 논리적 인 단계이지만, 그럼에도 불구하고 몇 가지 중요한 점은 이전에 무시 될 수 있습니다. 기술의매우 다른 다시 및 작업에 따라 설계 될 필요가있다. 이 방법은 특히, 작동 방법에 대한 지식을 필요로 패러다임의 변조 전위가 취한 조치를 사용하는 방법에 영향을 미칠 것이다. 의 fMRI 실험의 디자인에 대한 자세한 내용은 관심있는 독자는 아래의 링크에 관한 것이다 http://imaging.mrc-cbu.cam.ac.uk/imaging/DesignEfficiency . 작업 디자인의 fMRI 환경 EEG 연구를 위해 개발 패러다임을 전송의 컨텍스트에서 고려 될 것이다. 본 논문의 목적은 다음과 같습니다 i)는 잠시의 fMRI를 설명하고 그것의 사용은인지 신경 과학에 적절한 때; ⅱ) 작업 설계는 해당 작업이 다른 영상 기법에서 차용 특히의 fMRI 실험의 결과에 영향을 미칠 수있는 방법을 설명합니다; 및 ⅲ)의 fMRI 실험을 수행 실용적인 측면을 설명한다.
기능성 MRI는 현재 널리 사용 TECHN입니다개새끼와 같은인지 신경 과학에서 사용되는 일반적인 방법입니다. 기술의 fMRI의 장점과 단점이 가능한 다른 기술들과 관련하여 고려되어야 특정 실험에 적합한 여부에 대한 결정을하기 위해. 상기 방법의 단점은 오히려 혈역학 응답과 컨벌루션하는 대사 반응 (산소 요구)의 신경 활동의 상관 관계이며,이 신경 활동의 직접 측정하지 않다는 것이다. 따라서 그 시간 해상도는 측정 된 전기 신호가 기본이되는 신경 활동보다는 신진 대사 반응에 가까운 예를 들어, 전기 생리학에 비해 좋지 않습니다. EEG에서의 fMRI는 초의 순서로 해상도에 비해 밀리 위해 시간 해상도를 갖는다. 그러나의 fMRI의 주요 장점은 기술의 공간 해상도가 우수하다는 것이다. 또한, 비 침습적이고, 따라서 주체는 공동으로 물질을 섭취 할 필요가 없습니다ntrast 제나는 양전자 방출 단층 촬영 (PET)에서 케이스 것 같은 방사선에 노출된다. 따라서,의 fMRI는 뇌의 영역을 인식,인지, 행동에 참여하는 조사 실험에 적합한 기술이다.
본 논문에서는 시각적 괴짜 패러다임의 fMRI (자세한 내용은 그림 1 참조)에 잘 설립 EEG-작업의 전송 예를 들어옵니다. 이 문제는 다른 패러다임을 사용하는 경우와 같은 결과 데이터의 해석에 영향을 줄 수있는 모든 기술적 논의의 fMRI 실험의 설계에서 고려되어야한다는 것을 주목해야한다. 괴짜 패러다임은 자주주의를 평가하고 검출 성능을 대상으로 심리학,인지 신경 과학에서 사용된다. 패러다임은 특히, EEG 연구에서 개발 된 사건 관련 전위 (까지 ERP), 소위 P300 구성 요소 하나를 조사합니다. P300은 표적 탐지를 나타내고 인식에 유도된다자주 대상 1 자극. P300은 정신 분열증과 친척 세, 흡연자 4와 고령화 오와인지 및 임상 영역이 예를 들어, 환자의 숫자에 걸쳐 연구에 사용된다. 괴짜 패러다임 (그리고 패러다임에 의해 유발 P300)이 견고하고 또한 다른 질병 상태에 의해 변조되는 것을 감안할 때, 서로 다른 영상 방식에서의 이동은 불가피했다.
다른인지 개념 프로빙 다수의 fMRI 연구에 의해 도시 된 바와 같이 괴짜의 fMRI 계측 동안 뇌에서 보이는 광범위 활성화는 여러인지 기능의 결과로 잘 알려져있다. 활성화 패턴이 광범위 자연 어렵게 뇌 영역은 실험자에 관심이 있음으로 인해 특정 작업 조작 또는 그룹 차이 활성 이상 (또는 이하)이다 판별 할 수있다. 구체적으로는, 맛보게에서 관찰 된 차이를인지 확실하지 않다vation은 주목 관련 프로세스에, 그 자체를 검출 대상으로 연관되어 있는지, 또는 그러한 모터 응답의 생산과 관련된 지속적인 작업 메모리 프로세스 또는 다른 프로세스로 작업 요구에 관련된다. 측정 된 활성에 기능을 할당하는 과정은 관심 (검출 대상)인지의 성분이 별난 태스크 (P300)로 클리어 응답하여 대뇌 측정 EEG 도메인 쉽다. 그럼에도 불구하고, 신경 과학자는 오히려 다른 설명을 배제하기위한 노력에 넣는 것보다, 자신의 가설과 실험에 찬성 자신의 연구 결과를 해석하는 경향이있다. 대부분의 실험은, 그러나, 본질적으로이 중요한 문제를 해결 할 수 없습니다 - 스캔 시간이 비용이 많이 드는 - 우리가 철저한 계획과 패러다임의 파일럿 테스트 주장 이유입니다.
뇌 영역과인지 적 성분 간의 직접 링크, 또한 별난 패러다임의 특성을 확립이 곤란 게다가의 fMRI로 전송 될 때 다른 가능한 방법 론적 문제를 제시한다. 예를 들어, 대상의 자극 검출은 일반적으로 응답 버튼을 누르면 표시된다. 이 실험은 응답의 정확성과 속도를 기록 할 수 있지만,이 응답은 또한 자극을 대상으로의 fMRI BOLD 응답에 영향을 미칠 수 있습니다. 자극 동기의 fMRI 활성화에 버튼을 누른 영향에 필요한 모터 조치는 단지 몇 백 밀리 초 대상 자극의 프리젠 테이션 후 발생하는 주어진. 이 반대의 경우도 마찬가지 예를 들어 뇌 모터 응답을 준비에 관여하는 영역 잘못 대상 자극의 검출에 관여하는 것으로 간주 될 수 있습니다에 대한 정품 인증의 해석에 영향을 미칠, 수 있습니다. 이 모터의 응답에 의존하지 표적 탐지의 간접 조치, 촬영함으로써 방법 론적 수정하게되었다. 예를 들어, 대상의 자극을 계산하는 것은 확실 주체 attenti을 유지할 수 있도록하는 방법으로 6 제안되어있다작업에에; 시행 횟수는 피사체가 얼마나 부주의 나타낼 수 놓쳤다. 태스크의 끝에서 카운트 된 자극의 수를보고하는 것은 또한 실험자 피사체 올바르게 작업을 수행할지 여부를 확인할 수 있다는 것을 의미한다. 세 번째 대안은 피사체 본질적 표적 탐지와 같은 반응을 유도하는 것으로한다 응답하는 방법에는 지침과 목표 자극의 신규성을 주어지지 완전 수동 작업 디자인을 사용하는 것이다. 태스크인지와 모터 요구가 7,8 다르기 때문에 자극과 기본적인 디자인의 동일한 유형을 사용하여 작업이 버전에도 불구하고, 각 태스크의 편차로 인한 활성 패턴은 다를 것이다. 예를 들어, 수동적 시청하는 동안 필요하지 않습니다 염두에두고 목표 자극의 현재 수를 들고, 예를 들어 대상 자극을 계산에 관련된 메모리 프로세스를 작업있을 것입니다. 수동 괴짜 작업 다음은이 세 버전, 계산,ND 반응은 작업 조건에서 이러한 변화를 감안하고 결과의 적절한 해석이 허용하는 방법을 조심 작업 디자인 및 구현을 보여주기 위해 사용된다.
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참고 : 연구 프로토콜은 RWTH 아헨 대학의 지역 인적 주제 검토위원회의 승인을하고, 헬싱키 선언에 따라 실시 하였다.
1 작업 디자인
2 설정 실험 환경
3 주제 도착 및 입구 스캐너
(4) 실험 절차
실험 5 종료
(6) 데이터 분석
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자극 및 분석 방법은 시각적 인 괴짜 작업과 관련된 뇌 영역에서 BOLD 활성화를 이끌어 냈다. 대상은> 비 표적 대비 수동 조건에 대한 활성화를 밝혀 없지만 수와 응답 (그림 3) 모두에서 활성화를 공개했다. 그림 3에 제시된 데이터는 수의 질적 비교하고 조건을 응답하고 작업의 각 버전은 독립적으로 수행 된 경우 활성화 패턴을 보일 것이다 방법을 보여줍니다.
관심의 비교는 주요 조건들 사이였다. 그래서,하는 뇌 영역은 작업 요구가 변경 될 때 표적 탐지와 관련된 활성화가 다른 점은 무엇입니까? 4는 조건 사이의 차이가 있음을 보여줍니다. 조건 계수의 차이의 정 성적 평가와는 달리 및 응답 바바리이 비교가 뇌 전체 데이터에 대한 t-테스트를 사용하여 수행됩니다, 위의 설명g 활성화가 크게 조건 사이에 다른 지역.
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우리는 작업을 조작하는 카운트에서 BOLD 활성화의 서로 다른 패턴의 시각적 괴짜 작업 결과에 요구 조건을 대응할 것을 보여준다. 부적절하게 할당 된 것이다 각 조건에 연루 지역의 일부 기능 역할 비교 가능하지 작업의 세 가지 버전의 데이터를 가지고 있었다. 데이터 해석의 모호성이 반드시 태스크가 다른 하나의 영상 기법에서 실험 패러다임을 전송할 때 특별한 배려에 대한 필요성을 강조하는, 그 기원을 보유 EEG P300 필드 케이스 없었을 것이다. 예를 들어, (주의력 및 작업 메모리 등) 많은인지 과정은 P300 성분의 발생에 기여하지만, 이것들의 fMRI BOLD 응답하여 본 대폭 활성화 대조적으로, 하나의 전기 생리 마커로 표시된다. 또한 P300은 F와 같은 방법으로 모터 응답에 좌우되지 않는MRI 데이터입니다. EEG 데이터의 시간 해상도는인지와 모터의 응답 시간에 분리 할 수 있습니다. 의 fMRI BOLD 계수의 특성상 많은 뇌 영역은 특정 작업에 동시에 활성화 될 발견된다는 것...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Magnetom Tim Trio 3 T MRI 스캐너 | Siemens Medical Solutions, Erlangen, Germany | ||
| 프레젠테이션 버전 14.8 | Neurobehavioural system, Albany, CA, USA | ||
| Lumitouch device | Photon Control Inc, Burnaby, BC, Canada | 이 장치는 더 이상 제조업체에서 생산하지 않습니다. 대체 MR 호환 응답 장치를 사용할 수 있습니다. | |
| TFT 디스플레이 | Apple, Cupertino, CA, USA | 30인치 시네마 디스플레이 | 화면은 MR과 호환되도록 사내에서 맞춤 수정되었습니다. 그러나 많은 MR 호환 스크린이 시중에 나와 있습니다. |
| 빠른 이벤트 관련 설계를 위한 최적의 자극 타이밍을 결정하기 위한 | Optseq | surfer.nmr.mgh.harvard.edu/optseq | |
| FMRIB 소프트웨어 라이브러리(FSL) | FMRIB, Oxford | http://fsl.fmrib.ox.ac.uk/fsl/fslwiki/ | SPM, AFNI 및 Brain Voyager와 같은 fMRI 데이터를 분석하기 위한 기타 소프트웨어 도구를 사용할 수 있습니다. |
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