一、功能連接定義
在FMRI中功能連接是指空間上距離較遠(yuǎn)的腦區(qū)之間活動(dòng)的相關(guān)性。
二情连、功能連接分析的目的
如果得到了A和B腦區(qū)之間的相關(guān)性,那么這種相關(guān)性又代表著什么呢览效?
對(duì)于這種相關(guān)性的解釋共有三種:
1)二者之間有直接的因果關(guān)系,即A直接影響了B却舀,或B直接影響A。
2)A與B直接的相關(guān)性是間接的锤灿,二者之前還有其他的腦區(qū)為媒介挽拔。
3)A與B同時(shí)受到另一個(gè)腦區(qū)的影響。
而無疑但校,我們更傾向于得到第一種解釋螃诅,但是在得到兩個(gè)腦區(qū)顯著相關(guān)性的同時(shí),我們需要十分警惕后兩種可能性。
三术裸、功能連接分析的流程
功能連接的本質(zhì)是做相關(guān)倘是,但是在腦科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)的對(duì)象是腦區(qū),而在具體的統(tǒng)計(jì)中FMRI相關(guān)的對(duì)象則是一張張功能磁共振圖像袭艺,再具體即是一個(gè)個(gè)矩陣搀崭。
而筆者之前處理的普通的統(tǒng)計(jì)學(xué)的相關(guān)數(shù)據(jù),例如人的年齡與身高的相關(guān)性猾编,工作年限與工資的相關(guān)性瘤睹,這一類如果稱作是一維的數(shù)據(jù)的話,那么圖像便是二維的數(shù)據(jù)——也就是二維矩陣答倡,而FMRI中得到的原始圖像則是三維圖像(多了一個(gè)時(shí)間維度)轰传。
由于數(shù)據(jù)的維度不同,所以處理起來也是繁瑣了許多苇羡。
首先需要對(duì)三維的圖像進(jìn)行預(yù)處理绸吸,經(jīng)過一系列預(yù)處理之后,得到可以用來做相關(guān)性的二維圖像數(shù)據(jù)设江。
然后就可以正式進(jìn)行功能連接的操作了锦茁。
1.首先需要確定做的功能連接的類型,本文就以基于voxel(體素)的種子點(diǎn)相關(guān)舉例叉存。
2.選定種子點(diǎn)码俩,種子點(diǎn)的選定可以說是做功能連接的精髓所做,為什么要選這個(gè)種子點(diǎn)就是基于你的研究假設(shè)與前期的文獻(xiàn)調(diào)研進(jìn)行的歼捏。種子點(diǎn)可以是基于一個(gè)MNI坐標(biāo)的一個(gè)小球或者立方體稿存,也可以是一個(gè)根據(jù)腦區(qū)模板制作的mask,也可以通過手繪制作腦區(qū)mask瞳秽。
3.mask制作
1)根據(jù)MNI坐標(biāo)制作小球或立方體
基于matlab的Dpabi工具包中可直接輸入坐標(biāo)與小球半徑或立方體邊長瓣履。
附Dpabi工具包下載鏈接:DPABI: a toolbox for Data Processing & Analysis for Brain Imaging | The R-fMRI Network (rfmri.org)
2)根據(jù)腦區(qū)模板制作(如AAL)
基于matlab的wfu_pickatlas工具包可以直接選取AAl模板中的腦區(qū)進(jìn)行制作mask,親測(cè)非常方便练俐。
附下載鏈接:NITRC: WFU_PickAtlas: Tool/Resource Info
3)手繪制作
在Dpabi中選擇ROI(region of interest)時(shí)可選擇(還沒用過)
另外還有REST等軟件也可以制作mask袖迎。
4)mask文件dimension的改變
通常在制作完mask后mask的文件dimension都是91*109*91,和我們?cè)紨?shù)據(jù)的大小不相符腺晾,所以需要進(jìn)一步改變其大小和原始數(shù)據(jù)相符燕锥。
這一步需要準(zhǔn)備兩個(gè)文件,并在已經(jīng)裝有SPM工具包的matlab中使用spm_mask(P1,P2)函數(shù)悯蝉。如下:
p1='要改變的文件.nii'归形;P2='已有合適大小的文件.nii'; ?
spm_mask(P1,P2)鼻由;
4.根據(jù)dpabi包中的一鍵式分析可直接進(jìn)行功能連接的分析
5.若是ROI只選擇了一個(gè)區(qū)域暇榴,則做的是基于此ROI的和全腦體素的相關(guān)性厚棵。得到的是一組被試的FCmap.nii文件
6.若想進(jìn)一步得到此ROI和其他感興趣腦區(qū)的功能連接,可以再次制作新的ROImask,然后在Dpabi包中的Utilities中的extract ROIsignals中提取第一個(gè)ROI與新ROI之間的相關(guān)性跺撼。