Beyin Görüntüleme Yöntemlerinin Arasında Bilişsel Görevler aktarma: fMRI Çalışmaları Görev Tasarım Etkileri ve Sonuçları Yorumlama

Bilişsel Sinirbilim yöntemleri geliştirmek gibi, kurulan deneysel görevler gelişmekte olan beyin görüntüleme yöntemleri ile kullanılır. (Örneğin, farklı hafıza alt-bileşenler) davranışsal etki ve belirli Tarama işlevleri için uygun deneysel görevler araştırılmıştır en nöropsikolojik kavramlar geliştirilmiş ve test edilmiştir beri bu mantıklı bir ilerlemedir. Yeni teknoloji bu davranışsal gözlemler nöral temelleri kanıt ortaya çıktığı gibi yeni beyin görüntüleme yöntemleri ile aranır. Basitçe görüntüleme çalışmaları için iyi çalışılmış davranışsal görevleri çizmek için cazip olsa da, birçok önemli uyarılar dikkate alınmalıdır. Bir önemli, sık sık ihmal olsa da, göz başka davranışsal kanıt soruşturma için en uygun görüntüleme tekniğinin kullanılmasıdır. Bilişsel nörobilim ve psikoloji açısından nöral activ anlayışımızı geliştirmek için pek çok beyin görüntüleme yöntemleri vardırSığ ilgi kavramları altında yatan; örnek elektroensefalografi (EEG), manyetoensefalografi (MEG), transkranial manyetik stimülasyon (TMS), fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) ve pozitron emisyon tomografisi (PET). Tüm bu yöntemlerin avantajları, dezavantajları ve uygun uygulamalar var. İşte bir fMRI deneyi davranışsal ve EEG deneylerinde uzun bir geçmişi olan bir paradigma transfer olarak kabul edilir. EEG algısal ve bilişsel süreçleri ile ilişkili sinir yanıtları araştırmak için yıllardır kullanılmaktadır. Gibi birçok paradigmalar bu yöntem ile kullanılmak için geliştirilmiş olan ve zamanla gelişmiştir. Fonksiyonel MR bilişsel nörobilim daha son zamanlarda ortaya bir tekniktir ve bu fMRI kullanılan EEG araştırma içinde geliştirilen bazı paradigmalar yol açmıştır. Yeni teknikler EEG deneylerden bilgi tabanı üzerine inşa etmek mantıklı bir adım ama yine de bazı önemli noktalar transferi ihmal edilebilir. Tekniklerçok farklı re ve görevleri buna göre dizayn edilmesi gerekir. Bu yöntem özellikle, nasıl çalıştığını ve bilgi gerektirir, paradigmanın potansiyel modülasyonlarının alınan tedbirleri etkileyecektir kullanılır nasıl. FMRI deney tasarımı hakkında daha fazla bilgi için, ilgilenen okuyucu aşağıdaki linke yönlendirilir http://imaging.mrc-cbu.cam.ac.uk/imaging/DesignEfficiency . Görev tasarım fMRI çevreye EEG araştırma için geliştirilen bir paradigma aktarılması bağlamında ele alınacaktır. Bu yazının amaçları şunlardır: i) kısaca fMRI tanımlamak ve kullanımı bilişsel nörobilim uygun olduğunda etmek; ii) görev tasarım bu görevi başka bir görüntüleme yöntemi ödünç özellikle bir fMRI deneyi, sonuçlarını etkileyebilir nasıl göstermek için; ve iii) fMRI deney gerçekleştirme pratik yönlerini açıklamak.

Fonksiyonel MR artık yaygın olarak kullanılabilir teknigi olduğunuique ve gibi bilişsel nörobilim kullanılan yaygın bir yöntemdir. Tekniği fMRI avantajları ve dezavantajları mevcut diğer tekniklere göre düşünülmesi gereken belirli bir deney için uygun olup olmadığı konusunda bir karar için. Yöntemin bir dezavantajı, bunun yerine hemodinamik yanıtın konvolüsyon bu metabolik yanıt (oksijen gereksinimi) nöral aktivitenin bir bağıntısı olduğunu gösterdi, bu nöral aktivitenin doğrudan bir ölçüsüdür olmadığıdır. Böylece zamansal çözünürlüğü ölçülen elektrik sinyali altta yatan nöronal aktivitenin yerine bir metabolik yanıtın daha yakın olan, örneğin, elektrofizyoloji kıyasla zayıftır. EEG fMRI saniye için bir çözünürlüğe göre milisaniye için bir zamansal çözünürlüğe sahip. Bununla birlikte, fonksiyonel MR ana avantajı tekniğin uzaysal çözünürlüğü çok iyi olmasıdır. Ayrıca, invaziv olmayan ve bu nedenle konular gibi eş gibi maddeler yutmayın gerekmezntrast maddeleri veya pozitron emisyon tomografisi (PET) durumda olurdu gibi radyasyona maruz kalmak. Bu nedenle, beyin bölgelerinde FMRI algılama, biliş ve davranışı ile ilgili olan araştıran deneyler için uygun bir yöntemdir.

Bu yazıda görsel acayip paradigma fMRI (ayrıntılar için bakınız Şekil 1) için köklü bir EEG-görevin transferi için bir örnek olarak alınır. Bu sorunlar için diğer paradigmaları kullanıldığında aynı zamanda sonuç ve veri yorumlama etkileyebilir tartışılan ve teknik olarak, tüm fonksiyonel manyetik rezonans deney tasarımında dikkat edilmesi gerektiği not edilmelidir. Tuhaf paradigma sık sık dikkat değerlendirmek ve algılama performansı hedef psikoloji ve bilişsel nörobilim kullanılır. Paradigma, özellikle, EEG araştırma geliştirilen olaya ilişkin potansiyeller (ERP), sözde P300 bileşeni ¹ araştırılması için. P300 hedef tespiti temsil ve tanınması üzerine ortaya çıkarmasanadir bir hedef ¹ uyaran. P300 şizofreni ve akrabaları ^3, ağır sigara içenlerde ⁴ ve yaşlanan nüfus ⁵ ile bilişsel ve klinik etki ^2, örneğin hasta bir dizi genelinde çalışmalarda kullanılmaktadır. Acayip paradigma (ve paradigma tarafından ortaya P300) sağlam ve farklı hastalık devletler tarafından modüle olduğu göz önüne alındığında, farklı görüntüleme yöntemleri karşısında onun transferi kaçınılmaz oldu.

Diğer bilişsel kavramları çok sayıda tarama FMRI araştırmanın gösterdiği gibi tuhaf bir fonksiyonel manyetik rezonans ölçümü sırasında beyin görülen yaygın aktivasyonu, çok kognitif fonksiyonların sonucu olduğu bilinmektedir. Aktivasyon desen Bu yaygın doğası zor beyin bölgeleri deneyci ilgi olmasından dolayı belirli bir görev manipülasyonlar veya grup farklılıklarına fazla aktif (veya daha az) hangi belirlemek için yapar. Özellikle, bu AÇTI gözlemlenen farklılıkların olup olmadığı belli değilaktifleştirilmiş ara dikkat ilgili işlemlere, algılama kendisini hedef ile ilgili olup olmadığı veya bu tür bir motor yan üretimine ilişkin devam eden çalışma hafıza işlemleri veya işlemler gibi diğer görev talep ilişkilidir. Ölçülen etkinlik için fonksiyon verme işlemi ilgi (hedef tespiti) bilişsel bileşeni tuhaf görev (P300) açık serebral tepki olarak ölçülür EEG etki daha kolaydır. Bununla birlikte, sinirbilimciler yerine alternatif açıklamalar ekarte etmek için çaba koyarak daha, kendi hipotez ve deney lehine bulgularını yorumlama eğiliminde. Çoğu deneyler, ancak, doğal olarak bu önemli soruları çözmek mümkün olmayacaktır – tarama zamanı pahalı – biz ayrıntılı planlama ve paradigmaların pilot testleri için iddia neden olduğu.

Beyin bölgeleri ve bilişsel bileşenleri arasında doğrudan bir bağlantı, aynı zamanda tuhaf paradigmanın doğasını kurarak, bu zorluğunun yanı sırafMRI aktarılıyor olası diğer metodolojik konular sunuyor. Örneğin, bir hedef uyaranın tespiti, genellikle bir yanıt tuşu ile gösterilir. Bu deneyci yanıtların doğruluğunu ve hızını kaydetmek için ancak bu uyaranlara yanıt da hedef FMRI KALIN yanıtı etkileyebilir sağlar. Uyarıcı-kilitli fMRI aktivasyon üzerindeki düğmeye basın etkileri için gerekli motor aksiyon sadece birkaç yüz milisaniye hedef uyaranın sunumunda sonra olur olduğunu verilmiştir. Bu örnek, aynı şekilde beyin ve motor tepkilerine hazırlanmasında yer alan bölgelerde yanlış hedef uyaran saptanmasında etkili olduğu varsayılan olabilir için, aktif hale getirme yorumlanması etkileyebilir ve benzeri. Bu motor yanıtların güvenerek değil, hedef tespiti dolaylı önlemler, alınır, bu sayede metodolojik değişiklikler yol açmıştır. Örneğin, hedef sayım uyarıcılar emin denekler Attenti korumak için bir yol olarak ⁶ önerilmiştirgörev üzerinde; çalışmaların sayısı bir konu nasıl dikkatsiz gösterebilir kaçırdı. Görevin sonunda sayılmıştır uyaranların sayısını Raporlama de deneyci özne doğru görevi yerine kontrol anlamına gelir. Üçüncü bir alternatif konusu doğal hedef tespit benzeri bir yanıt ortaya çıkarmak için kabul edilir tepki ile ilgili bir talimat ve bir hedef uyaran yenilik verilen bir tam pasif görev tasarım kullanmaktır. Görevlerin bilişsel ve motor talepler ^7,8 farklı olduğundan uyaranlara ve temel tasarım aynı türünü kullanarak görevin bu sürümler rağmen, görevin her varyasyon sonucunda aktivasyon paterni farklı olacaktır. Örneğin, pasif görüntüleme sırasında gerekli olmayacak akılda hedef uyarana geçerli sayısını tutan, örneğin hedef uyaranlara sayma katılan bellek süreçlerini, çalışma olacak. Pasif tuhaf görevin İşte bu 3 sürümleri, saymak, birnd yanıt görev gereksinimleri bu değişiklikler için hesap ve sonuçların uygun yorumlanmasına izin nasıl dikkatli görev tasarım ve uygulama göstermek için kullanılır.