文献 | fMRI入门指南_如何自学任务态fmri

作者：Cpp五条 | 2024-03-30 01:35:19

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如何自学任务态fmri

碎碎念：一晃儿入门磁共振研究快有1年，至今仍是跌跌撞撞步履维艰——苦于没有能交流分析技术、思路的科研环境，文献也多是囫囵看看、雁过不留痕的，所以打算借这个博客分享些磁共振研究方面的文献和技术，希望有所进益吧。

今日分享1篇综述，非常适合fMRI入门：

Soares, José M et al. A Hitchhiker's Guide to Functional Magnetic Resonance Imaging. Frontiers in neuroscience vol. 10 515. 10 Nov. 2016, doi:10.3389/fnins.2016.00515

fMRI原理

fMRI依托于静脉血氧水平依赖成像技术（blood oxygenation level-dependent，BOLD），顾名思义，反映了局部脑血流/氧合的水平，是一种间接评估神经活动的方法。其成像原理大致如下：

局部神经元活动↑ -> 耗能↑ -> 血流量↑ -> HbO2/Hb ↑ -> 局部MR信号↑

学过生理学的胖友们都晓得，血管根据局部代谢水平调节血流量是种体液调节方式，相对神经调节比较慢，所以神经元活动↑与血流量↑之间存在时间间隔（划重点!!!）。设想一下，当某脑区在某刺激下活动↑，对应的BOLD的变化应该如下图黑线所示：MRI信号变化滞后于刺激，在刺激后5~6s达峰，约12s后重回基线水平。这便是经典的血流动力学反应函数（hemodynamic response function，HRF），大部分软件也是据此展开分析的。鉴于HRF具有一定变异性，必要时可利用时间/弥散导数来调整模型。

静息态fMRI

静息态fMRI设计只需让被试躺进磁共振机器，保持清醒别睡着、“放空大脑”即可，可操作性较强，被试也容易配合。根据不同的研究目的，可以嘱咐被试在扫描期间保持闭眼（最为常用）或睁眼状态（或可得到更强的FC），或者盯着屏幕上的“+”号（结果更可靠，但需额外设备）。扫描时长多为5-7min，有条件扫13min或许更好，小朋友的话扫5.5min也能接受。

分析方法

seed-based FC：简而言之，该方法就是计算某ROI与全脑/其他ROI的相关系数。因此对先验假设的要求较高，不然FC不好解释.......
ReHO: Regional Homogeneity，局部一致性，由臧玉峰教授团队提出。考量的是大脑静息状态下局部脑区活动的一致程度，ReHO值越大意味着越一致。
ALFF：低频振幅，考量的是大脑静息状态下局部脑区的活动强度。fALFF，低频段活动占全频段的比例，反映信号强度和纯净度。Oh，原理是long~long~story，直接应用就行.......
PCA & ICA & Clustering：3种数据驱动的分析方法。其中ICA与聚类的差别在于前者的假设对脑区空间分布没有要求，所以得到的成分的空间分布可能是离散的（见图 K/L）。
图论 & dFC：long~long~story，以后再嗦吧

任务态fMRI

常用设计分为以下几种

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