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在上一节课中

我们讲解了有关组块设计的

功能磁共振成像的概念

当大家介绍事件相关功能性磁共振成像

让大家能够全面的从实验设计方面

来了解任务态功能性磁共振成像研究

首先我们来介绍一下

事件相关设计的功能性磁共振成像的概念

事件相关设计也叫做单事件设计

作为功能磁共振成像的实验设计

的两种方法之一

是指刺激反应引起的神经事件的变化

并在fMRI信号上会有相应地变化

刺激的呈现顺序可随机化

并允许在混合任务中

对单个刺激做选择性的平均

事件相关功能性磁功能成像的设计方法

显然是不同于组块设计的

那么这种不同于组块设计

新实验设计方法

在现今的研究中又得到一个怎样的应用呢

事件相关设计基于一次刺激的血氧反应

而组块设计则基于多次设计累计效应

近年来

应用fMRI的认知神经科学实验

越来越多的倾向于运用事件相关设计

这表明事件相关设计其自身的特点

具有很好的推广性

下面我们将其主要的特点以及应用

进行一个简述

其特点一 随机化设计

由于事件相关是单个刺激的单一任务

每次刺激呈现是随机的无法预知的

而且事件相关也可以进行

刺激间隔时间的一个随机化

所以事件相关设计可以实现

完全的随机化的过程

另外有研究运用

16秒 8秒和1秒的刺激试验

相隔时间进行了一个对照实验

发现在快速呈现随机化刺激时

也可以获得明显的一个脑激活图

和血氧反应的估计

说明在电生理和行为实验中

应用快速随机化事件

在事件相关fMRI中同样是可行的

从而大大的扩展了fMRI

在认知神经科学中的应用和推广

也有应用随机长度等刺激间隔

的事件相关实验来研究海马组织

证明了海马从基本的复杂的试验中

识别新的场景的一个双侧激活

从新一场景背景中识别学过的复杂场景

得到不同的一个激活反应

他们认为组块设计证实了

海马强烈的后不激活

可能更多的是参与视觉场景加工有关

而采用事件相关设计则发现了

参与新一场景编码更多的是

海马前部的一个激活

其特点二

基于实验任务和被试反应的选择性处理

采用试验相关设计

可以根据任务类型

和被试反应进行选择性处理

比如在语言研究中可以

针对研究真字和假字

同音词和同义词 高频词和低频词

或者有生命意义的词和无生命意义的词

的脑部激活反应

进行一个选择性的处理

按照刺激类型进行选择性处理

有研究用随机快速呈现

不同种类的刺激进行脸孔识别的研究

发现三种不同类型

脸孔刺激是看过的目标脸孔

没有看过的新异脸孔

无意义的残缺脸孔

结果发现府后部皮层

对所有刺激的BOLD信号

都呈现一个增强的趋势

而检验后部对完好无损的脸孔

比残缺脸孔出现更多的激活反应

对新异刺激脸孔的反应则出现在腹侧枕叶

实验相关设计不仅可以

按照刺激任务类型进行选择性处理

同样也可以根据被试的反应进行选择性处理

比如在做学习和记忆的实验时

感兴趣的是被试哪些项目记住了

哪些项目没有记住

刺激时让我们被视作按键反应

记住了的项目

按照是做按键反应 没有记住的项目

按照按照否进行按键反应

按键反应不仅使我们的被试进行集中注意力

增强了心理负荷

也有助于BOLD信号幅度的一个增强

而且提供了被试的反应时和正确率

可以对被试的反应时进行一个选择性的处理

其特点三

可提供脑局部活动的反应特点

人脑呢是一个生理神经网络系统

各组织既有分工又协调作业

各组织之间的时空特征是什么

其相关关系又如何

这是脑神经机制的一个重要内容

对于单个刺激的时间序列的曲线

它的一些特征和字相关函数

能够提供有价值的信息

因为生理噪声如呼吸 心跳都是有一定频率的

所以呢利用时间序列曲线的自相关函数

可以有效的去除周期性生理噪声的一个存在

有的研究分别用组块设计和事件相关设计

做了两次旧词和诱饵词的刺激实验

他们发现了在两种实验中

前额叶皮层 视觉皮层等

对真假认知表现出的显著的一个激活反应

但是事件相关设计表明

前额叶相比于其他激活脑区

血氧反应起的反应时间较晚

并且其实现时间有所延长

这个结论刚好在98年

布洛克的情节记忆中得到了证实

了解了上节课介绍了组块设计

以及我们这节课给大家介绍了事件相关试验之后

可能会有人想问

能不能从实际应用方面

对两者进行一个对比呢

下面给大家举一个典型的例子

就是有研究进行过一个

手运动组块设计与实验相关设计的

fMRI比较研究

来我们来简单的说一下

组块设计和事件相关设计的一个不同之处

运动模式为用手拇指

与其余四者进行同步的对峙运动

13个被试均接受组块设计和事件相关设计

两种不同任务模式的FMA实验

组块设计呢包括三个静息态

三个运动组块

以静息态为初始状态信息态

运动组块进行一个交替的进行

每个组快时间为205秒

进行态祖块

主要是要求我们志愿者

双手静止的放于身体两侧平静的呼吸

而运动组快则要求我们的

进行对折运动两次

保持手腕部以上的不动

事件相关设计要求被试

按照指令对运动进行运动一次

接下来为静息状态

每个时每个周期为205秒

反复的进行 一共9次

所以总共的实验时长为6分钟

组块设计实验中fMRI显示

右手对着运动激活的主要是

左侧初级运动皮层以及

部分的初级感觉皮层区 双侧辅助运动区

而事件相关设计右手对着运动

则主要激活的是双侧的辅助运动区

它包括两处不同的区域的明显激活

即辅助运动前区和双侧小脑半球

从本质上来说

组块设计是事件相关设计的一个特定

而且虽然事件相关设计的信号探测能力

没有我们的组块设计那么高

但是由于事件相关设计

有很多区块设计所不能比拟的方法学优势

因而在能探测到有效的信号

并且在条件许可的情况下

事件相关设计成了当今

进行认知神经科学研究非常普遍的一种研究范式

由于事件相关设计更具有一般性

用事件相关设计进行研究

具有更普遍性

事件相关fMRI在仅有的几年时间内

却显示出了蓬勃的一个生机活力

随着技术的发展

可以更大幅度的

提高成像的时间和空间分辨率

但是还要发展更好的数据分析方法

相信在不久的将来

我们就可以实时的看到

脑部是如何进行信息加工的

通过以上课程的学习

我们了解了任务态

功能性磁共振成像的由来

以及根据不同的实验设计方法

形成的两类研究方法的特点

简单原理以及当前的应用发展前景等

希望大家能够对所讲述的内容有着较好的理解

谢谢大家