Функциональная магнитно-резонансная томография (efMRI), связанная с событием - это метод магнитно-резонансной томографии, который может может использоваться для обнаружения изменений ЖИВОГО (Зависимого от уровня кислорода в крови) гемодинамического ответа на нервную активность в ответ на определенные события. В рамках методологии фМРТ есть два разных способа, которые обычно используются для представления стимулов. Один из методов - это блочная конструкция, в которой два или более разных условия чередуются для определения различий между двумя условиями, или в представление может быть включено управление, происходящее между двумя условиями. Напротив, дизайн, связанный с событиями, не представлен в установленной последовательности; представление является случайным, и время между стимулами может варьироваться. efMRI пытается смоделировать изменение сигнала fMRI в ответ на нейронные события, связанные с поведенческими испытаниями. По словам Д'Эспозито, «связанная с событием фМРТ имеет потенциал для решения ряда вопросов когнитивной психологии со степенью логической и статистической мощности, недоступной ранее». Каждое испытание может состоять из одного экспериментально контролируемого (например, представление слова или изображения) или опосредованного участником «события» (например, двигательной реакции). В каждом испытании есть ряд событий, таких как предъявление стимула, период задержки и ответ. Если эксперимент правильно настроен и различные события рассчитаны правильно, efMRI позволяет человеку наблюдать различия в нейронной активности, связанной с каждым событием.
Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) была наиболее часто используемым методом картирования мозга до разработки фМРТ. Есть ряд преимуществ по сравнению с ПЭТ. По словам Д'Эспозито, они включают, что фМРТ «не требует инъекции радиоизотопа участникам и в остальном неинвазивна, имеет лучшее пространственное разрешение и лучшее временное разрешение». Первые исследования МРТ использовали «экзогенных парамагнитных индикаторов для отображения изменений в объеме церебральной крови», которые позволяли оценивать активность мозга в течение нескольких минут. Это изменилось с двумя достижениями МРТ, скорость методов МРТ была увеличена до 1,5 Тесла к концу 1980-х годов, что обеспечило двумерное изображение. Затем Детре, Корецкий и его коллеги обнаружили механизмы эндогенного контраста, основанные на чистой продольной намагниченности внутри органа, а «секунда - на изменениях магнитного поля». восприимчивость, вызванная изменением чистого содержания дезоксигемоглобина в тканях », который Зиге Огава назвал жирным контрастом. Эти открытия послужили вдохновением для будущих достижений в области картирования мозга. Это позволило исследователям разрабатывать более сложные типы экспериментов, выходящие за рамки наблюдения за эффектами отдельных типов испытаний. Когда была разработана фМРТ, одним из ее основных ограничений была невозможность рандомизировать испытания, но фМРТ, связанная с событием, устранила эту проблему. Когнитивное вычитание также было проблемой, которая пыталась связать когнитивно-поведенческие различия между задачами с активностью мозга путем объединения двух задач, которые, как предполагается, идеально подходят для каждого сенсорного, моторного и когнитивного процесса, кроме интересующего. Затем стремление к улучшению временного разрешения исследований фМРТ привело к разработке связанных с событиями дизайнов, которые, по словам Петерсона, унаследованы от исследований ERP в электрофизиологии, но было обнаружено, что это усреднение не очень хорошо применимо к гемодинамический ответ, потому что результаты испытаний могут перекрываться. В результате было применено случайное дрожание событий, что означало, что время повторения варьировалось и рандомизировалось для испытаний, чтобы гарантировать, что сигналы активации не перекрываются.
Чтобы функционировать, нейроны нуждаются в энергии, которая поступает от кровотока. Хотя это до конца не изучено, гемодинамический ответ коррелирует с активностью нейронов, то есть по мере увеличения уровня активности увеличивается количество крови, используемой нейронами. Для полного развития этой реакции требуется несколько секунд. Соответственно, фМРТ имеет ограниченное временное разрешение. Гемодинамический ответ является основой для жирного (зависимого от уровня кислорода в крови) контраста в фМРТ. Гемодинамический ответ происходит в течение нескольких секунд после предъявленных стимулов, но важно разнести события, чтобы гарантировать, что измеряемая реакция связана с представленным событием, а не с предшествующим событием. Представление стимулов в более быстрой последовательности позволяет экспериментаторам проводить больше испытаний и собирать больше данных, но это ограничивается медленным течением гемодинамической реакции, которой, как правило, необходимо дать возможность вернуться к исходному уровню до предъявления другого стимула. По словам Бурока, «по мере увеличения частоты представлений в дизайне, связанном со случайным событием, дисперсия сигнала увеличивается, тем самым увеличивая временную информацию и способность оценивать лежащий в основе гемодинамический ответ».
В типичной efMRI после каждого испытания гемодинамический ответ может вернуться к исходному уровню. При быстрой фМРТ, связанной с событием, испытания рандомизируются, а затем деконволюция HRF. Для того, чтобы это было возможно, необходимо использовать все возможные комбинации пробных последовательностей, а интервалы между испытаниями должны колебаться, чтобы время между испытаниями не всегда было одинаковым.
Чи утверждает, что Конструкции, связанные с событиями, обеспечивают ряд преимуществ в задачах, связанных с языком, в том числе возможность разделять правильные и неправильные ответы и отображать зависимые от задачи вариации во временных профилях ответов.
В данных фМРТ предполагается что существует линейная зависимость между нервной стимуляцией и ЖИРНОЙ реакцией. Использование GLM позволяет разработать среднее значение для представления средней гемодинамической реакции участников. Статистическое параметрическое сопоставление используется для создания матрицы дизайна, которая включает в себя все различные формы отклика, полученные во время события. Для получения дополнительной информации см. Friston (1997).