طراحی نمونه تحریک در FMRI
درست به اندازه ای که انتخاب پارمترها برای تصویربرداری برای یک آزمایش موفق مهم است، طراحی نمونه تحریک در FMRI نیز مهم است .تجربیات زیادی از EEG و PET موجود می باشد، اما به دلیل اینکه fMRI رزلوشن مکانی بین این دو روش دارد دیدگاه تازه ای باید به کار رود .موضوعات زیادی در طراحی نمونه وجود دارد، که در اینجا یک مرور مختصر خواهیم داشت .آزمایش های اولیه fMRI بیشتر در فرم مطالعات PET بودند، یعنی دسته ای از تصاویر در حالت استراحت گو سپس یک دسته از حالت فعالیت گرفته می شوند، و تفاضل یک دسته از دیگری گرفته می شود .اما به دلیل اینکه کنتراست BOLD از شروع و نزول ان) در بازه زمانی جند ثانیه (نسبتاً سریع است، این امکان وجود دارد که بازه زمانی را برای رخدادهای کوتاه مدت تری که معموالً اتفاق می افتند دنبال کرد .رایج ترین الگوی تحریکepoch های منظم تحریک و استراحت است، معموالً با عناوین on و off نامگذاری می شود .طول این epoch ها بایستی به اندازه ی کافی بلند باشد تا بتواند با پاسخ همودینامیک را تطبیق یابد بنابراین مقدار ۹ و غالباً ۰۱ ثانیه انتخاب می شود .این epoch ها تا زمانیکه کنتراست به نویز کافی برای شناسایی پاسخ فعالیت ایجاد شود ادامه پیدا می کند .اما زمان کلی آزمایشگاهی باید تا حدی باشد که فرد می تواند به راحتی و بدون حرکت در وضعیت ثبت باقی بماند و نیز تعداد نقاط داده ای که برای بدست آوردن کنتراست به نویز کافی نیاز است .غالباً محدودیت های تکنیکی برای زمان ازمایش وجود دارد و امکان خوگرفتن فرد به تحریک و در نتیجه کاهش کنتراست به نویز با گذشت زمان وجود دارد .به جایepoch هایی از تحریک، می توان از یک رخداد واحد به عنوان تحریک استفاده کرد، بیشتر شبیه به آنچه در EEG و MEG می بینیم .باز هم به دلیل پاسخ همودینامیک، بایستی این رخداد به بازه های زمانی طوالنی تر از آنچه در EEG نیاز داریم باشد، اما چون این نوع اعمال تحریک یک مزیت عمده ای دارد و آن این سات که می توان زمانبندی نسبی برای جداسازی فعالیت در بخش های مختلف مغز را داشت .یکی از مضرات نمونه تک رخداد این است که برای بدست آوردن کنتراست به نویز کافی در مقایسه با همتای دیگر آن که بر اساس epochهاست، به زمان بیشتری نیاز دارد .انتخاب تحریک بسیار حیاتی است، به عنوان مثال، فعال سازی قشر بینایی سر راست است، اما برای تعیین نواحی که مسئول تشخیص و تمییز رنگ ها هستند این کار بسیار سخت است .به طور ایدهآل طراحیeoch های on و off در حالیکه تنها یک تفاوت درست و مشخص بین انها وجود داردکه فقط ان قسمت های مغز را که مسئول تکلیف مشخص شده هستند فعال می کند .این کار همیشه قابل انجام شدن نیست و معموالً یک دسته از آزمایش ها بایستی انجام شود .به عنوان مثال برای پیدا کردن نواحی که در تکلیف A دخیل هستند ،یک ازمایش که تکالیف A و B را دارد انجام می شود و یک ازمایش که فقط شامل B است .نواحی که در تکلیف A درگیر هستند حتماال آنهایی هستند که در ازمایش اول فعال شده و در آمایش دوم فعال نشده اند. این تئوری با فرض خطی بودن سیستم است، که فرض رستی نیست، یا حداقل موارد به حساب نیامده ای برای تفاوت بین دو نمونه وجود دارد، که می تواند نتیجه را تحت تاثیر قرار دهد .مشکل عمده ی دیگری که در حین کار با رخدادهای شناختی نظیر حافظه پیش می اید، این است که باید تحریک بینایی همراه باشد، یا اینکه پاسخ فرد نیاز است که غالباً با فعالیت های حرکتی همراه می شود .این مشکل نیز از طریق قرار دادن دوره های off یا انجام آزمایش دیگری که شامل همان تحریکات این بار منهای فعالیت شناختی خاص در ازمایش قبل است، جبران کرد .به طور جایگزین تحریک می تواند به گونه ی متفاوتی ارائه شود، به عنوان مثال به صورت شنیداریریال و پاسخ نیز به صورت زبانی ارائه می شود و بدین صورت می توان فرض کرد که ان نواحی مشترک بین هر دو نوع تحریک ارائه شده مسئول تکلیف شناختی مدنظر هستند .تحریکات کمی وجود دارند که در ازمایشات fMRI به سختی اجرا می شوند .یک مورد واضح ان تحریک شنوایی است . اسکنر های تصویربرداری سریع معموالا نویز زیادی در حین فعالیت ایجاد می کنند.، خصوصاً اگر از دنباله EPI استفاده شود .گرچه نشانه های صوتی شنیده می شوند، اما به وضوح و رسایی نشانه های بینایی قابل تشخیص نیستند و از طرفی هم تشخیص فعالیت در قشر ابتدایی شنوایی بسیار سخت است زیرا هم در حین بازه ی on و هم off اصوات زیادی وجود دارد .پاسخ دادن فرد به صورت شفاهی نیز مکل زاست، زیرا این عمل غالباً با حرکت سر همراه است، که می تواند همزمان شود با تحریک .تمام حرکت های پاسخ باید کوچک و آهسته باشد تا حرکت سر در حین اسکن کاهش پیدا کند .در آزمایش نیاز داریم که فرد مورد آزمایش به خوبی از دستورالعمل چیروی کند، و تمام مدت اسکن به سورت خوابیده باقیمانده و تمرکز داشته باشد .بسیاری از تحریکات فعالیت بهتری نشان می دهند اگر پاسخ ساخته شود .می توان موارد بسیار دیگری راجع به یک طراحی مناسب نمونه بیان کرد، در حالیکه موارد متعدد دیگری نیز باید فهمیده شوند ، در هرصورت برای هر آزمایش جدید نیاز است که بررسی هایی به دقت صورت گیرد.
انواع طراحی طراحی نمونه تحریک در FMRI
۰ related event -design2 block-در طراحی design block بلوک ها با توجه به مالحظات زمانی طول آزمایش، و مالحظات سیگنال به نویز دستگاه MRI مورد استفاده انجام میگیرد .نمونه ای از این آزمایش، آزمایش tapping-finger است که در آن شخص مادامیکه عالمت خاصی را روی صفحه نمایش میبیند انگشتان خود را باز و بسته می¬کند و این کار را تکرار می¬کند تا زمانیکه عالمت مذکور از روی صفحه حذف شده و شخص باید تا دیدن عالمت بعدی استراحت کند .در طراحی related-event مدت زمان وچود یک تحریک کوتاه است) در حد چند ثانیه (و هر تحریک به منزله وقوع یک event تلقی میشود .در این نوع طراحی فرض بر این است که پاسخ ضربه ی سیستم همودینامیک یک تابع خوشرفتار است .از میان event هائی که به طور مرتب و متوالی
اتفاق می افتد شخص باید وقوع event خاصی) که event هدف نامیده میشود (را تشخیص داده و عکس العملی را نشان دهد .به عنوان نمونه ای از طراحی related-event میتوان به فعالیت کالسیک oddallبینائی اشاره کرد .در این آزمایش شخص در فواصل زمانی منظم) مثالً هر ۲ ثانیه یکبار ( تصاویری را روی صفحه ی نمایش میبیند .این تصاویر دو دسته هستند :تصویر استاندارد که در اکثر eventها اتفاق می افتد؛ و تصویر هدف که بندرت نشان داده میشود .از شخص خواسته میشود که با هر بار دیدن تصویر هدف دکمه ای را فشار دهد یا اینکه تعداد تصاویر هدف را بشمارد
