【摘 要】
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近年来,研究者开始关注认知任务中不同条件间功能连接(functional connectivity,FC)的改变。然而,在任务态功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)研究中,单个条件的持续时间通常较短,而FC源于低频(一般为0.01-0.1 Hz)波动,并且有研究发现,FC具有慢速稳定性,在很短的时间内极有可能还未到达稳定状态。虽然已有研
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近年来,研究者开始关注认知任务中不同条件间功能连接(functional connectivity,FC)的改变。然而,在任务态功能磁共振(functional magnetic resonance imaging,fMRI)研究中,单个条件的持续时间通常较短,而FC源于低频(一般为0.01-0.1 Hz)波动,并且有研究发现,FC具有慢速稳定性,在很短的时间内极有可能还未到达稳定状态。虽然已有研究表明将同一条件不同片段的任务fMRI数据串接起来会得到和连续数据较为相似的FC结果,但是这些研究尚存在一些局限性。因此,本文从组块设计出发,通过系统的研究和比较,论证任务fMRI中测量FC的可行性。具体地,本文包括如下两项研究:研究一,短组块设计中测量任务FC的可行性及其原因。我们分别对睁眼(eyes open,EO)、闭眼(eyes closed,EC)状态和EO/EC差异在组块和连续数据中计算FC的结果进行对比。结果显示,虽然在EO状态下,串接的组块与连接数据可以得到极为相似的FC结果,但在EC状态下组块和连续数据的FC存在显著性差异,并且EO/EC之间FC的变化也在组块和连续数据之间具有显著差异。经过对EO和EC条件下FC慢速稳定性的分析,我们发现EC状态下网络间的FC与EO状态相比以更慢的速度达到稳态,这可能是造成EC以及EO/EC差异组块和连续数据结果不同的主要原因。研究二,长组块设计中测量任务FC的可行性。在研究一的基础上,我们将单条件组块长度延长至100秒,结果显示无论是单条件(EO或EC)下的FC结果还是条件间的FC差异(EO/EC差异)在组块和连续数据之间均不存在显著性差异。根据以上研究,我们得到如下结论:在fMRI的组块设计中测量FC的可行性与组块长度有着极其密切的关系,而与设计类型(组块设计或连续设计)无关。对于任务fMRI组块设计中的FC研究来说,单条件的组块长度不小于100秒是必要的。该结论能够为用组块设计进行FC分析的相关研究提供参考。
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