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实验设计

方法

探索神经信号,刺激,任务和人群

每个神经成像研究需要一个定制的实验设计,允许质疑大脑解剖或功能控制地回答。

解剖研究

当问题涉及大脑的结构,一个典型的实验将在不同人群比较解剖脑部扫描不同的参与者,或在相同的参与者在多个不同的时间点扫描。当不同人群相比,实验设计旨在尽可能匹配这些人口因素不感兴趣的(如年龄、性别),这样大脑结构差异数量反映出感兴趣的因素(例如类型的症状)。

功能的研究

当实验旨在发现大脑的哪些部分参与利益(如发言)的函数,我们需要测量大脑活动增加,当参与者从事的任务需要这个函数(激活任务)相比,当他们从事的任务不要求函数(基线任务)。作为激活任务通常涉及多个函数,最大的挑战是确定合适的基线的任务控制的所有功能的无息激活的任务。

应对这一挑战,对行为的研究揭示了许多规则,确定好实验设计功能成像实验。例如:

  • 阶乘设计确保操作不同的功能独立于彼此;
  • 参数设计关联程度的函数被认为是与大脑活动;
  • 多元回归允许将不感兴趣的变量的影响因素;
  • 平衡确保条件无法解释的顺序测量感兴趣的大脑反应。

设计一个任务型神经成像实验还需要我们选择在条件刺激控制,并决定频率的刺激,他们会提出了多久。所有这些决定都是严重依赖于类型的功能成像实验正在进行。

例如,对于fMRI实验:

  • 参与者的最佳时间应该从事前一个任务切换到另一个依赖的血液动力学的响应时间的测量(15-30seconds);
  • 更强的反应时测量刺激靠的太近,因为应对每个刺激求和变成一个更大的反应;和
  • 大脑的不同部位(片)是在不同的时间测量,因此刺激的时机需要确保数据从每个片获得在多个不同的时间点。

总结,设计功能成像实验包括:

  • 发现行为任务,做和不感兴趣的功能
  • 成像大脑而参与者执行任务
  • 如何快速、准确地测量参与者执行任务
  • 观察大脑的哪个区域感兴趣更多参与的任务相对于基线的任务。

当我们学习的大脑区域响应特定的任务,我们也知道哪些任务需要激活区域的利益。这些任务可以被外科医生使用测试响应目标及周边地区,这样他们就可以避免损坏部分的大脑对于健康至关重要。

统计参数映射

我们主要分析软件开发的神经影像数据费尔。

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