Functional magnetic resonance imaging and behavioral 功能性磁共振成像与行为-PPT文档资料
静息态磁共振预处理步骤
静息态磁共振预处理步骤静息态磁共振（Resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI）是一种用于研究大脑功能连接性的非侵入性方法。
在进行静息态磁共振实验前，需要进行一系列的预处理步骤来提取有效信息并消除干扰。
以下是静息态磁共振预处理的主要步骤。
1.丢弃初始扫描：由于扫描前一般有一段时间的适应期，初始几个扫描时间点的数据可能不稳定，因此需要将这些数据丢弃。
2.多次框架对齐：由于运动会对数据质量产生较大影响，因此需要通过对每个时间点的图像与某个时间点的模版图像进行配准，将所有时间点的图像都对齐，来解决运动导致的数据质量下降。
3.运动修正：根据多次框架对齐后得到的运动参数，可以计算出每个时间点相对于参考图像的6个自由度的运动参数。
然后，可以通过线性插值来清除运动导致的BOLD信号变化。
4.删除运动回归：不同时间点的图像会存在运动相关的信号，为了去除这种干扰，需要根据运动参数来建立运动回归模型，并从数据中去除这些运动相关的信号。
5.全局信号标准化：磁共振信号中存在全局信号变化的影响，可以通过将每个时间点的图像数据进行全局标准化，即将每个时间点的图像减去全局信号的平均值，并除以标准差，以去除全局信号变化的影响。
6.高斯滤波：为了去除高频噪声和降低低频噪声对数据的影响，可以进行高斯滤波。
一般选择较小的截止频率来去除高频噪声。
7.带通滤波：由于静息态脑信号一般集中在0.01-0.1 Hz的低频带，因此可以使用带通滤波器来保留这个频段的信号。
通过滤波器可以抑制其他频带的信号，提取出感兴趣的低频信号。
8.脑图像空间标准化：为了将不同被试的数据进行比较，需要将数据映射到一个共同的标准空间。
一般可以采用大脑图谱如MNI座标系进行标准化。
9.降维：在脑连接研究中，一般使用ROI-to-ROI的方法，因此需要将图像的维度降低到感兴趣的脑区，以提取ROI的信号。
静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究
静息状态下脑功能连接的磁共振成像研究1. 本文概述本文旨在系统地探讨静息状态下脑功能连接的磁共振成像（Restingstate Functional Magnetic Resonance Imaging, rsfMRI）研究，这一领域近年来已成为认知神经科学与临床神经影像学研究的核心议题之一。
静息态功能成像是通过监测大脑在无特定任务指令下自发性神经活动的时空模式，揭示内在的脑网络组织及其动态变化，对于理解大脑的正常功能架构、疾病发生机制以及个体差异提供了独特视角。
本文首先概述rsfMRI的基本原理，包括其依赖的血氧水平依赖（Blood Oxygen Level Dependent, BOLD）信号以及如何利用这一信号反映神经元活动引起的局部血液动力学变化。
接着，我们将详细介绍静息态脑功能连接的主要分析方法，如种子点分析、独立成分分析（Independent Component Analysis, ICA）、图论网络分析等，阐述这些方法如何从不同层面揭示大脑区域间的时间同步性和功能集成性。
默认模式网络（Default Mode Network, DMN）：作为最早识别且最为人所知的静息态网络，DMN涉及后扣带回皮层、楔前叶、外侧顶叶及内侧前额叶皮层等多个脑区，其在静息状态下表现出高度的内在连通性，并与自我参照思维、记忆检索、情感调控等高级认知功能密切相关。
我们将回顾DMN的结构特征、功能属性及其在健康和疾病状态下的变异规律。
其他关键网络及其功能：除DMN之外，静息态研究还揭示了多个具有特定功能特性的脑网络，如执行控制网络、感觉运动网络、视觉网络等。
本文将概述这些网络的组成、功能角色以及它们在静息态下与其他网络的交互关系。
静息态功能连接的临床应用：探讨rsfMRI在诊断、预后评估及治疗监测中的价值，特别是在神经精神疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症、抑郁症等）、脑损伤（如创伤后应激障碍、中风等）以及发展障碍（如自闭症谱系障碍）等领域的研究成果。
脑功能成像(fMRI)技术
第四节脑功能成像技术1语言神经认知机制研究是语言科学研究的重要内容，它主要研究语言与大脑的关系，简单的说就是研究语言在人脑中的理解与产生的过程。
但是人脑被一层厚厚的颅骨所包围，因此仅凭肉眼无法判断大脑处理语言时的情况。
认知语言学通过语言理论的假设来构建语言认知模型，心理语言学则通过行为学方法，通过测试量表来研究具体语言结构的反应时间和正确率。
但是，这两种研究方向都不能直接观察大脑实时处理语言的情况。
随着科学技术的发展，新的语言科学研究技术已经被广泛用于语言研究中，其中PET和fMRI尤其是fMRI技术又是神经认知科学研究被最广泛应用的一种新的技术手段。
一脑功能成像技术简介PET（Positron Emission Tomography,PET）即正电子发射断层扫描技术，其基本原理是：刺激作用于大脑会产生血流变化，利用血液中注射的放射性示踪物质来和脑活动的某些脑区进行对比，从而确定刺激任务与特定脑区之间的关系。
fMRI是functional Magnetic Resonance Imaging的简称，中文名称为功能性磁共振成像。
其实质就是在磁共振成像的基础上获取大脑活动的功能图像，以获取被试对所给语言、图形、声音等刺激材料进行加工时产生的fMRI信号并加以分析，以确定这些刺激材料与对应脑区的关系，从而分析其脑机制。
赵喜平（2000）认为所谓的fMRI就是利用MRI对组织磁化高度敏感的特点来研究人脑功能，特别是大脑各功能区划分或定位的无创伤性检测技术。
由于PET技术在技术要求以及资金需求方面的原因，用于认知任务的研究越来越少，现在主要的脑成像技术就是fMRI,因此这里主要介绍fMRI技术以及实验数据的处理和对实验数据的解读。
1.1 fMRI的发展及其原理MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）产生于上个世纪70年代。
1970年，美国纽约州立大学的Raymond Damadian发现正常组织的NMR（Nuclear Magnetic Resonance）信号与病变组织的信号明显不同。
任务态fmri预处理流程
任务态fmri预处理流程任务态功能性磁共振成像(task-based functional magnetic resonance imaging, tfMRI)预处理流程通常包括以下几个主要步骤：数据获取、数据清理、空间标准化、运动校正、去除噪声和滤波、统计分析以及结果可视化。
下面将对每个步骤进行详细阐述。
1.数据获取：在进行任务态fMRI之前，需要先确定感兴趣的任务范式，并设计相应的实验任务。
然后，通过MRI扫描仪对被试者进行数据采集。
获取到的数据将包括大脑不同时间点的功能磁共振图像，通常以3D 体素为单位，每个体素对应一个特定的空间位置。
2.数据清理：由于fMRI扫描过程中可能出现多种伪影，比如头动、眼球运动等，这些伪影会对后续数据分析产生干扰。
因此，需要对原始数据进行清理。
这一步骤包括对噪音进行滤波，去除心跳和呼吸等生理噪声的影响。
3. 空间标准化：由于不同被试者之间的大脑结构存在差异，为了将数据进行比较和整合，需要将每个被试者的数据转化为同一标准的空间。
常用的标准脑图包括MNI（Montreal Neurological Institute）标准空间和Talairach空间。
空间标准化的目标是将不同被试者的数据对齐到这些标准空间，使得不同被试者的功能活动可以进行比较。
4.运动校正：在扫描过程中，被试者可能存在微小的头动或体动，这些运动会引入位置偏移，影响后续数据分析的结果。
为了消除这些运动的影响，可以使用运动校正技术。
常见的运动校正方法包括刚体变换和非刚体变换，这两种方法可以通过对每个时间点的图像进行对齐来校正运动。
5.去除噪声和滤波：除了运动引起的噪声外，fMRI数据还可能受到其他源的噪声污染，比如脉搏噪声和呼吸噪声等。
为了减少这些噪声的影响，可以使用滑动平均滤波器、高通和低通滤波器等方法对fMRI数据进行滤波。
同时，还可以对时间序列数据进行去趋势处理，以减少长期趋势的干扰。
6. 统计分析：预处理后的数据可以用于进行统计分析。
FunctionalMagneticResonanceImaging(fMRI)功能性磁共振成像fMRI
Tischer Least Change
Noise Free
Original
Tischer Least Change
RMSE : 0.38
Original
Filtered
n-preserve Filter
- Given n, find the nth most nearest neighbour to the center pixel.
- Replace voxels by more meaningful values.
- Determine which voxels represent activation.
Filters Investigated
- Vector Median Filter(VMF) - Tischer Least Change Filter(TLC) - n-preserve Filter - n-preserve Filter(New method). - Least Change Filter(New method)
Filtering Importance
- Can determine whether we have enough data to work with so we can eliminate the need for motion compensation altogether.
- Determines proportion of voxels that are affected by motion compensation.
- Apply concept to different areas.
- Binarize the image to show active/inactive regions of the brain. Show connected regions.
静息态功能核磁成像低频振荡振幅的计算fractional_alff
静息态功能核磁成像低频振荡振幅的计算fractional alff 1. 引言1.1 概述静息态功能核磁成像（Resting-state functional magnetic resonance imaging, rs-fMRI）是一种非侵入性的神经影像学技术，可用于研究大脑在静息状态下的功能连接与网络活动。
在过去的几十年里，rs-fMRI已经成为认知神经科学和临床神经科学领域中被广泛采用的工具。
近年来，越来越多的研究表明，在低频振荡振幅方面存在着大脑功能与疾病之间的关联。
低频振荡指的是0.01-0.1 Hz范围内的信号变化，而低频振荡振幅即为这一范围内信号强度的变化程度。
因此，通过计算低频振荡振幅可以提供有关大脑功能及其异常情况的重要信息。
本文将重点介绍计算fractional amplitude of low frequency fluctuations (fractional ALFF) 的方法，并探讨低频振荡振幅与脑功能之间的关系。
1.2 文章结构本文主要由五个部分组成。
首先，在引言部分将概述本文所要探讨和解决的问题以及研究重要性。
然后，在正文部分将详细介绍静息态功能核磁成像的原理和流程，并阐述低频振荡振幅的计算方法。
接下来，本文将着重讨论fractional ALFF 的计算方法，包括其在研究中所遇到的一些限制和挑战。
随后，在第四部分将探讨低频振荡振幅与脑功能之间的关系，并回顾已有的相关研究成果。
最后，在结论部分对本文进行总结，并展望fractional ALFF技术在未来的应用潜力。
1.3 目的本文的目标是综述静息态功能核磁成像中计算fractional ALFF的方法，并探索低频振荡振幅与脑功能之间的关联。
通过这篇文章，我们希望读者能够更好地了解fractional ALFF在神经科学领域中的应用，以及其在揭示大脑功能活动和异常情况方面的价值。
同时，为未来该领域内进一步开展相关研究提供指导和启发。
静息态功能磁共振 样本量估算
静息态功能磁共振样本量估算静息态功能磁共振（Resting-state functional magnetic resonance imaging，简称rs-fMRI）是一种非侵入性的脑成像技术，可以测量大脑在静息状态下的功能连接和网络活动。
它通过检测大脑在未执行任何特定任务时的神经活动，揭示了脑区之间的功能联系，有助于我们理解脑网络的结构和功能。
在进行静息态功能磁共振研究时，样本量估算是一个非常重要的问题。
样本量的大小将直接影响研究结果的可靠性和推广能力。
下面我将介绍关于静息态功能磁共振样本量估算的一些考虑因素和常用方法。
首先，研究目的和研究问题是样本量估算的重要因素之一。
不同的研究目的和问题需要不同的样本量来提供足够的统计力量。
如果是为了探索性研究或初步探索脑区之间的功能连接，样本量可以相对较小；如果是为了验证某种假设或进行更复杂的统计分析，样本量要求较大。
其次，研究设计和统计分析方法也会对样本量估算产生影响。
例如，如果研究设计采用了交叉组设计（crossover design）或混合设计（mixed design），其独立变量和交互作用效应将增加样本量需求。
另外，不同的统计方法（如线性模型、网络分析等）也会影响样本量的估算。
此外，效应大小也是样本量估算的重要参考依据。
一般来说，较小的效应需要较大的样本量来检测到显著性，而较大的效应可能只需要较小的样本量。
研究者可以根据文献中已有的效应大小估计信息来估算样本量，或者进行探索性研究来获取效应估计值，进一步计算样本量。
除了上述因素，还有其他一些常用的方法可以用于静息态功能磁共振样本量估算。
其中一种方法是基于统计学的方法，如方差分析（ANOVA）、t检验和回归分析。
研究者可以根据所使用的统计方法和效应大小，进行样本量估算。
此外，还可以利用统计软件如G*Power等来进行样本量估算。
另一种常用的方法是基于模拟的方法，通过计算机模拟实验数据，模拟样本量对研究结果的影响。
fmri的名词解释
fmri的名词解释fmri技术（Functional Magnetic Resonance Imaging，功能性磁共振成像）是一种用于探索大脑活动的非侵入性方法。
它结合了MRI（Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像）和神经科学，能够通过测量血液氧合水平的变化，反映出大脑各个区域的功能活动。
本文将从fmri的原理、应用范围、数据分析方法以及局限性等方面进行详细解释。
fmri的原理是基于血液氧合水平依赖效应（BOLD，Blood Oxygenation Level Dependent）的测量。
当大脑某个区域活跃时，该区域的神经细胞会消耗氧气，并引起周边血液流量的增加。
增加的血流导致血液中的氧含量增加，进而改变血液的磁性质。
为了获取fmri数据，研究者需要将被试者放置在磁共振设备中，该设备利用强磁场和无害的无线电频率来获取图像。
在进行fmri扫描时，被试者通常会执行一系列特定的任务，或者在休息状态下进行观察。
通过监测被试者大脑不同区域的BOLD信号变化，研究者可以推断哪些区域与特定任务相关联，进而研究脑功能和大脑结构之间的关系。
fmri的应用范围非常广泛。
在认知心理学领域，它被用来研究不同认知过程如记忆、学习、决策等的脑机制。
在神经病学和精神病学领域，fmri可以帮助研究人员了解各类神经疾病的潜在机制，例如阿尔茨海默病、帕金森病、精神分裂症等。
此外，fmri还在神经工程学、人机交互以及脑机接口等领域得到广泛应用。
在fmri数据分析方面，研究者常常使用统计学方法来识别与特定任务或条件相关的脑活动模式。
研究者会首先预处理数据，包括去除噪声、校正头部运动等。
然后，使用特定的统计模型对数据进行分析，以确定哪些区域在特定任务下显示出显著的激活。
常用的统计测试方法有单样本t检验、多样本t检验、方差分析等。
此外，数据分析还可以使用机器学习方法，如支持向量机、深度学习等，以提高脑活动模式分类的精确度。
结构磁共振范文
结构磁共振范文结构磁共振（Structural Magnetic Resonance Imaging，简称sMRI）是一种通过磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术来观察和分析人体或动物体内组织结构和形态的方法。
相比于传统的X射线造影等成像技术，sMRI不需要使用放射性物质，无任何辐射危害，因此被广泛应用于临床医学和科学研究领域。
sMRI利用核磁共振效应，根据体内组织的不同特性，可以产生不同的信号响应。
通过对这些信号进行观察和分析，就可以获取到关于组织结构的详细信息。
sMRI影像的原理是，当人体或动物置于强磁场中时，其体内的原子核将会受到磁场的约束，原子核的自旋磁矩将逐渐偏离磁场方向，形成一个微弱的磁场信号。
sMRI的主要优点之一是可以提供很好的空间分辨率，能够观察到体内细微的组织结构。
这对于临床医学来说非常重要，可以帮助医生诊断和治疗一些疾病。
例如，sMRI可以在大脑中观察到灰质和白质的分布情况，帮助医生判断是否存在异常情况，如肿瘤、出血等。
此外，sMRI还可以用于观察器官的形态和结构，如心脏、肺部、肝脏等，帮助医生评估器官功能，指导治疗方案的制定。
除了临床医学，sMRI在科学研究领域也有重要的应用。
通过分析sMRI影像，研究者可以研究生物体内各种组织的形态学特征，如脑的解剖结构、神经纤维束的分布等。
基于sMRI影像，还可以进行分析和计算，如体积测量、形态测量等，从而研究组织结构与功能之间的关系。
然而，sMRI也存在一些局限性。
首先，sMRI只能提供组织结构的静态信息，对于研究动态过程较为困难。
其次，sMRI对于一些组织类型有一定的限制，比如骨头、脂肪等组织在sMRI中不易产生明显的信号。
此外，sMRI的成像速度相对较慢，对于有运动的组织或器官没有很好的适应性。
为了克服sMRI的这些局限性，近年来涌现出了一些新的磁共振成像技术。
例如，功能磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）可以观察和分析特定任务下大脑区域的代谢活动变化；弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）可以观察和分析神经纤维束的方向和连通性；磁共振弹性成像（Magnetic Resonance Elastography，MRE）可以观察和分析组织的弹性性质等。
核磁共振成像技术的原理与发展
核磁共振成像技术的原理与发展核磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）是一种先进的医学影像技术，使用强磁场和无害的无线电波来生成具有高分辨率的身体内部断层图像。
MRI技术在临床医学的诊断和研究中起着重要的作用。
本文将介绍核磁共振成像技术的原理与发展，包括其基本原理、成像过程和进一步的发展。
核磁共振成像的基本原理是核磁共振现象，即原子核在外加磁场的作用下产生共振。
人体组织中的原子核主要是氢原子核，其核自旋会在外磁场作用下产生能级分裂。
当人体放入强磁场中时，氢核会在两个能级之间跃迁，吸收和发射无线电波。
通过测量吸收和发射的无线电波的时间和强度，可以推断出组织的物理性质和空间分布。
MRI技术利用这一原理来获取人体内部详细的断层图像。
MRI成像的过程可以分为四个主要步骤：制备磁场、激励共振信号、接收信号和图像重建。
首先，通过超导磁体产生强大的静态磁场，使人体中的原子核自旋朝向磁场方向。
接下来，通过应用无线电波脉冲激发处于共振状态的原子核，使其发出信号。
这些信号被接收线圈捕获，并通过放大器进行处理。
最后，计算机将接收到的信号转化为具有高对比度和空间解析度的图像。
MRI技术的发展经历了多个阶段。
早期的核磁共振成像技术，如磁共振成像断层扫描（Magnetic Resonance Imaging，MRI）的原理与发展。
惠普（Hewlett-Packard）于1971年发布了第一台商业化的MRI设备，开创了MRI技术的应用。
进一步的发展包括磁共振成像增强（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术和功能性磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI）技术。
MRI增强技术是通过注射对比剂来增强图像的对比度。
对比剂是一种可供氢原子核吸收的物质，可以改变组织的磁性质。
这使得某些病变更容易检测和诊断。
例如，磁共振血管造影（Magnetic Resonance Angiography，MRA）利用对比剂来观察血管的病变和血液流动情况。
神经元的脑电和脑成像研究
神经元的脑电和脑成像研究神经科学领域中的脑电图（Electroencephalogram，简称脑电图或EEG）和脑成像技术被广泛应用于研究大脑神经元的活动和功能。
这些技术为我们提供了深入了解大脑工作原理的重要工具，为神经学家和其他研究人员提供了宝贵的信息。
一、脑电图研究脑电图是通过记录头皮上的电位变化来测量大脑神经元的电活动。
这些电活动主要来自大脑皮层表面的神经元集群，反映了神经元的同步活动。
脑电图可以帮助我们研究大脑的不同状态，例如清醒、睡眠和各种神经系统疾病。
脑电图记录是通过将一系列电极放置在头皮表面来完成的。
这些电极可以记录到不同脑区神经元的电位变化，并将它们转换成可视化的图形。
脑电图记录可以提供有关大脑活动的时间分辨率较高的信息，通常可以测量到几毫秒的时间尺度。
脑电图研究的一个重要应用是研究不同认知和感觉过程中的大脑活动。
例如，当我们进行注意力集中或感知刺激时，脑电图会显示出特定频率范围的振荡活动。
这些频率范围的变化可以用于研究认知能力、感知加工以及大脑在不同任务中的参与程度。
二、脑成像技术除了脑电图，脑成像技术是研究大脑活动的另一种重要手段。
这些技术可以提供较高的空间分辨率，帮助我们了解大脑不同区域之间的功能连接。
1. 功能磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging，简称fMRI）功能磁共振成像利用磁共振成像技术，通过测量血液氧合水平的变化来反映大脑区域的活动。
当某个脑区活动增加时，该区域的血液流动也会增加。
fMRI可以通过检测到这种血液流动变化来确定大脑的激活区域。
它提供了较高的空间分辨率，能够定位大脑活动的具体区域。
2. 正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography，简称PET）正电子发射断层扫描利用放射性核素的注射剂来测量大脑区域的代谢活动。
这些放射性核素会在体内衰变，并放出正电子。
正电子与电子相遇后会发生湮灭，产生两个相对的光子。
FMRI
FMRIB为本词条添加义项名?功能性磁共振成像（fMRI，functional magnetic resonance imaging）是一种新兴的神经影像学方式，其原理是利用磁振造影来测量神经元活动所引发之血液动力的改变。
由于fMRI的非侵入性、没有辐射暴露问题与其较为广泛的应用，从1990年代开始就在脑部功能定位领域占有一席之地。
目前主要是运用在研究人及动物的脑或脊髓。
目录展开1基本介绍2广义分类3BOLD原理4成像技术1基本介绍功能磁共振成像(fMRI)就是大脑成像技术。
fMRI在“观察活动中的大脑”时，不仅时间分辨率更高，就连空间分辨率也可达到毫米水平。
借助fMRI，对大脑的研究便可扩展至记忆、注意力、决定等。
在某些情况下，fMRI技术甚至能够识别研究对象所见到的图像或者阅读的词语。
对个人内心世界的这些揭示不禁让人期待在大脑中鉴别谎言这种复杂状态的可能性。
人们越来越执著于对客观、确凿的大脑真相的追寻，现在有了一种非常优秀的大脑成像技术，那就是功能磁共振成像(fMRI)。
自上世纪90年代初问世至2007年底，这种技术已出现在12000多篇科学论文中，而且这个数字至今还在以每周30至40篇的速度增长。
人们之所以对它如此重视，那是因为比起现有其他大脑功能成像技术，fMRI在“观察活动中的大脑”时，不仅时间分辨率更高，就连空间分辨率也可达到毫米水平。
借助fMRI，对大脑的研究便可扩展至记忆、注意力、决定……在某些情况下，fMRI技术甚至能够识别研究对象所见到的图像或者阅读的词语。
对个人内心世界的这些揭示不禁让人期待在大脑中鉴别谎言这种复杂状态的可能性。
人脑是人体最重要的器官之一，对于人脑功能的探求无疑是非常有意义的事情。
长久以来，科学家们就注意到这样的事实：即人脑的功能反映在大脑皮层是按空间分区的，在脑内次级结构也是按空间分隔的。
研究脑功能映射（Function Brain Mapping）有许多成功的模式（Modality），例如正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography，PET），在向脑内注射15O水后，通过测量局部脑血流（rCBF）的方法来检测大脑的活动。
脑机接口技术中快速准确识别运动意图的方法
脑机接口技术中快速准确识别运动意图的方法概述脑机接口技术（Brain-computer interface, BCI）是一种连接人脑与计算机系统的新兴技术，旨在通过直接解读大脑活动，实现人机交互。
其中，识别运动意图是BCI系统的重要组成部分。
本文将讨论一些快速准确识别运动意图的方法。
一、脑电图（Electroencephalography, EEG）方法脑电图是一种记录大脑电活动的技术，可以被用来识别运动意图。
这种方法将电极放置在头皮上以捕捉脑电信号，然后通过信号处理和分类算法来分析所得数据。
脑电图方法的主要优势在于其非侵入性和实时性。
然而，由于脑电信号的噪声和复杂性，仅凭脑电图数据的识别准确率常较低，并且受限于较低的空间分辨率。
二、功能性核磁共振成像（Functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI）方法功能性核磁共振成像是一种通过监测血流变化来获取关于脑活动区域信息的技术。
通过fMRI可以对特定的运动意图进行分类。
这种方法对大脑活动的空间分辨率较高，可以精确地定位相关脑区，但其时间分辨率较低，需要较长时间来完成脑活动的采样，因此无法实现实时的运动意图识别。
三、脑内直接信号记录（Intracortical Neural Recording）方法脑内直接信号记录是通过将微电极植入大脑皮层以记录神经元活动的方法。
这种方法具有高空间分辨率和高时间分辨率的优势，可以实现快速准确的运动意图识别。
然而，脑内直接信号记录需要手术植入微电极，具有较高的技术难度和风险，因此仍然存在一些挑战。
四、结合多模态信息的方法为了提高运动意图识别的准确性和鲁棒性，研究者们提出了结合多个信息来源的方法。
例如，将脑电图数据与肌电图（Electromyography, EMG）数据相结合，可以通过记录肌肉活动来辅助运动意图的识别。
此外，还可以将fMRI和EEG数据结合使用，兼顾两种方法的优势。
功能磁共振成像研究介绍
功能磁共振成像研究介绍影像学检查在现代医学诊断中扮演着极其重要的角色，超声、PET、MEG、CT、MRI 以及光学成像技术等使无创性地观察组织或器官的解剖结构和功能状态成为可能。
其中，磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）技术[1，2] 是一种有效的研究人脑的非侵害性途径，它相对传统的医学成像技术具有很大的优势，包括：多参数的成像方式、生物组织的成像高对比度、对生物体能代谢的测量以及无创安全成像。
磁共振图像含有丰富的化学和生物信息，可以达到分子生物学和组织学水平。
它的原理是先利用射频脉冲激发处于提出磁场中的原子核，再利用原子核退激弛豫时释放的能量成像。
1973 年，美国的Paul Lauterbur 得到了第一幅二维NMR（nuclear magneticresonance）质子图像，1977 年英国的Peter Mansfield 等人发明了一种称为EPI 的回波平面快速成像技术，大大推动了磁共振成像技术的发展。
1978 年，人们又获取了第一张人体头部的MR 图像，此后随着功能磁共振的出现，磁共振成像技术也越来越多的应用于医学、神经科学、心理学、认知科学等方面的研究。
磁共振成像技术根据扫描参数的变化又衍生出多种成像模式，如观察解剖结构的T1 加权成像(T1WI) 和T2 加权成像(T2WI)，观察事件刺激的功能激活区域的功能磁共振成像，以及观察组织各向异性的扩散加权成像(Diffusion Weighted Imaging, DWI) 和扩散张量成像(Diffusion Tensor Imaging, DTI) 等。
磁共振技术现在是脑科学研究中的一种非常重要的无创性观测工具，可以对人类大脑进行重复性测量，在大脑功能研究、病理研究和临床诊疗中起着越来越重要的作用。
目前，磁共振成像技术在科学研究领域和临床应用领域得到了相当的发展和推广，但是这种成像技术数据模式分析方法的不足限制了它更为广泛的应用。
心理学基础脑神经名词解释
心理学基础脑神经名词解释1. 神经元（Neuron）神经元是构成神经系统的基本单位。
它由细胞体、树突、轴突和突触组成。
神经元通过电化学信号传递信息，将接受到的刺激转化为神经冲动，并通过轴突将冲动传递给其他神经元或目标细胞。
2. 神经网络（Neural Network）神经网络是由大量相互连接的神经元组成的网络。
它模拟了人类大脑中的信息处理方式，通过神经元之间的连接和信息传递来进行计算和学习。
神经网络在深度学习领域得到广泛应用，能够处理复杂的模式识别和预测任务。
3. 大脑皮层（Cerebral Cortex）大脑皮层是大脑表面最外层的一层神经组织，负责高级认知功能和感知处理。
它分为左右两个半球，每个半球又分为若干个叶片（叶回），不同叶片负责不同的功能区域，如运动、视觉、听觉、语言等。
4. 大脑半球（Cerebral Hemisphere）大脑半球是大脑的两个对称部分，通过脑桥连接。
左半球控制右侧身体的运动和感知，主要负责语言、逻辑思维等功能；右半球控制左侧身体的运动和感知，主要负责空间认知、情绪等功能。
5. 脑干（Brainstem）脑干位于大脑和脊髓之间，是连接大脑与其他身体部分的重要通道。
它包括中脑、桥脑和延髓三个部分。
脑干负责调节基本的生理功能，如呼吸、心跳和消化等，并承担着神经信号传递的重要角色。
6. 神经冲动（Action Potential）神经冲动是神经元内外电位之间突然产生的短暂电信号。
当神经元受到足够强度的刺激时，细胞内外电荷发生快速变化，导致离子通道打开或关闭，从而产生神经冲动。
神经冲动在神经网络中传递信息。
7. 突触（Synapse）突触是神经元之间的连接点。
它由突触前细胞、突触间隙和突触后细胞三部分组成。
当神经冲动到达突触前细胞时，通过神经递质的释放，将信号传递给突触后细胞。
突触在神经信息传递过程中起到重要的作用。
8. 神经调节（Neuromodulation）神经调节是指通过神经递质、激素或其他化学物质对神经元活动进行调节的过程。
雅思考试阅读全面解析及答案(22)
雅思考试阅读全面解析及答案(22)Lighting Up The LiesYou should spend about 20 minutes on Questions 1-13 which are based on Read ing Passage below.Last year Sean A. Spence, a professor at the school of medicine at the Univ ersity of Sheffield in England, performed brain scans that showed that a woman convicted of poisoning a child in her care appeared to be telling the truth whe n she denied committing the crime. This deception study, along with two others performed by the Sheffield group, was funded by Quickfire Media, a television p roduction company working for the U.K.'s Channel 4, which broadcast videos of t he researchers at work as part of a three-part series called "Lie Lab." The bra in study of the woman later appeared in the journal European Psychiatry.Functional magnetic resonance imaging (fMRI) purports to detect mendacity b y seeing inside the brain instead of tracking peripheral measures of anxiety—s uch as changes in pulse, blood pressure or respiration —measured by a polygrap h. Besides drawing hundreds of thousands of viewers, fMRI has pulled in entrepr eneurs. Two companies—Cephos in Pepperell, Mass., and No Lie MRI in Tarzana, C alif.—claim to predict with 90 percent or greater certitude whether you are te lling the truth. No Lie MRI, whose name evokes the casual familiarity of a walk -in dental clinic in a strip mall, suggests that the technique may even be used for “risk reduction in dating”.Many neuroscientists and legal scholars doubt such claims—and some even qu estion whether brain scans for lie detection will ever be ready for anything bu t more research on the nature of deception and the brain. An fMRI machine track s blood flow to activated brain areas. The assumption in lie detection is that the brain must exert extra effort when telling a lie and that the regions that do more work get more blood. Such areas light up in scans; during the lie studi es, the illuminated regions are primarily involved in decision making.To assess how fMRI and other neuroscience findings affect the law, the Mac-Arthur Foundation put up $10 million last year to pilot for three years the Lawand Neuroscience Project. Part of the funding will attempt to set criteria for accurate and reliable lie detection using fMRI and other brain-scanning techno logy. “I think it's not possible, given the current technology, to trust the r esults,” says Marcus Raichle, a neuroscientist at the Washington University Sc hool of Medicine in St. Louis who heads the project's study group on lie detect ion. “But it’s not impossible to set up a research program to determine wheth er that’s possible.” A major review article last year in the American Journal of Law and Medicine by Henry T. Greely of Stanford University and Judy Illes, n ow at the University of British Columbia, explores the deficiencies of existing research and what may be needed to move the technology forward. The two schola rs found that lie detection studies conducted so far (still less than 20 in all) failed to prove that fMRI is “effective as a lie detector in the real world a t any accuracy level.”Most studies examined groups, not individuals. Subjects in these studies we re healthy young adults—making it unclear how the results would apply to someo ne who takes a drug that affects blood pressure or has a blockage in an artery. And the two researchers questioned the specificity of the lit-up areas; they n oted that the regions also correlate with a wide range of cognitive behaviors, including memory, self- monitoring and conscious self-awareness.The biggest challenge for which the Law and Neuroscience Project is already funding new research—is how to diminish the artificiality of the test protoco l. Lying about whether a playing card is the seven of spades may not activate t he same areas of the cortex as answering a question about whether you robbed th e corner store. In fact, the most realistic studies to date may have come from the Lie Lab television programs. The two companies marketing the technology are not waiting for more data. Cephos is offering scans without charge to people w ho claim they were falsely accused if they meet certain criteria in an effort t o get scans accepted by the courts. Allowing scans as legal evidence could open a potentially huge and lucrative market. “We may have to take many shots on g oal before we actually see a courtroom.” says Cephos chief executive Steven La ken. He asserts that the technology has achieved 97 percent accuracy and that t he more than 100 people scanned using the Cephos protocol have provided data th at have resolved many of the issues that Greely and Illes cited.But until formal clinical trials prove that the machines meet safety and ef fectiveness criteria, Greely and Illes have called for a ban on non-research us es. Trials envisaged for regulatory approval hint at the technical challenges. Actors, professional poker players and sociopaths would be compared against ave rage Joes. The devout would go in the scanner after nonbelievers. Testing would take into account social setting. White lies—“no, dinner really was fantasti c”—would have to be compared against untruths about sexual peccadilloes to en sure that the brain reacts identically.There potential for abuse prompts caution. “The danger is that people’s l ives can be changed in bad ways because of mistakes in the technology,” Greely says. “The danger for the science is that it gets a black eye because of this very high profile use of neuroimaging that goes wrong.” Considering the long a nd controversial history of the polygraph, gradualism may be the wisest course to follow for a new diagnostic that probes an essential quality governing socia l interaction.Question 1-7Use the information in the passage to match the people (listed A-D) with op inions or deeds below. Write the appropriate letters A-D in boxes 1-7 on your a nswer sheet.NB you may use any letter more than onceA Henry T. Greely &Judy IllesB Steven LakenC Henry T. GreelyD Marcus Raichle1 The possibility hidden in a mission impossible2 The uncertain effectiveness of functional magnetic resonance imaging for detecting lies3 The hazard lying behind the technology as a lie detector4 The limited fields for the use of lie detection technology5 Several successful cases of applying the results from the lie detection t echnology6 Cons of the current research related to lie-detector tests7 There should be some requested work to improve the techniques regarding l ie detectionQuestion 8-10Do the following statements agree with the information given in Reading Pas sage 1?In boxes 8-10 on your answer sheet, writeTRUE if the statement is trueFALSE if the statement is falseNOT GIVEN if the information is not given in the passage8 The lie detection for a convicted woman was first conducted by researcher s in Europe.9 The legitimization of using scans in the court might mean a promising and profitable business.10 There is always something wrong with neuroimaging.Question 11-13SummaryComplete the following summary of the paragraphs of Reading Passage, using No More than Three words from the Reading Passage for each answer. Write your a nswers in boxes 11-13 on your answer sheet.It is claimed that functional magnetic resonance imaging can check lies by observing the internal part of the brain rather than following up 11 to evaluate the anxiety as 12 does. Audiences as well as 13 are fascinated by this amazin g lie-detection technology.参考译文：去年，英国谢菲尔德大学医学院教授Sean A. Spence 在对一位将自己照顾的孩子毒死的妇女的大脑进行扫描时发现，这位被定罪的妇女在否认自己的犯罪事实时，看起来像是在说真话。
静息态功能核磁成像低频振荡振幅的公式计算fractional alff
静息态功能核磁成像低频振荡振幅的公式计算
fractional alff
静息态功能核磁共振成像（Resting-State Functional Magnetic Resonance Imaging，rsfMRI）中的低频振荡振幅（Amplitude of Low Frequency Fluctuations，ALFF）是一种用于衡量脑活动的指标。
Fractional ALFF (fALFF) 是ALFF 在总能量范围内的相对贡献比率。
其计算公式如下：
fALFF = ALFF / Total Power
其中：
- **ALFF**：低频振荡振幅，表示在一定频段内信号的振幅。
- **Total Power**：总能量，表示整个频谱范围内的信号功率。
要计算 Fractional ALFF，首先需要通过一定的方法计算得到 ALFF 和 Total Power，然后用 ALFF 值除以 Total Power 值即可得到 fALFF 的数值。
在进行 rsfMRI 数据处理时，通常会使用专业的数据分
析软件（如DPARSF、FSL、SPM等）来计算 ALFF 和 Total Power，并进一步计算 fALFF。
这些软件通常会自动处理数据，生成相应的指标值。
若需要手动计算 fALFF，需要先准备好相应的数据和工具，按照上述公式进行计算。
请确保在进行任何数据处理和计算时遵循正确的步骤和标准化流程，以确保结果的准确性和可靠性。
磁共振成像技术在人类大脑研究中的应用
磁共振成像技术在人类大脑研究中的应用磁共振成像技术（Magnetic Resonance Imaging，简称MRI）是一种利用磁场和射频波对人体进行无创成像的技术。
它可以为医学和生物学研究提供非常有用的信息，而在人类大脑研究领域，MRI技术无疑具有极高的价值。
本文将探讨MRI在人类大脑研究中的应用。
1. MRI技术概述MRI技术是一种利用人体内氢原子在外部磁场和射频场中的共振现象来进行成像的技术。
在磁场中，人体内的大多数原子会呈现自旋取向的相同状态，而外界的射频场则会使得这些原子受到激发并发生共振。
这时，MRI机器就会感知到这些原子的共振信号，并将它们转换为图像。
2. 功能MRI技术一般来说，MRI技术可以为人体提供不同层面和不同部位的图像信息，但在大脑研究中，最为重要的是功能MRI技术（functionalMRI，简称fMRI）。
fMRI技术可以通过对血氧水平的测量来描绘出脑部各个区域在特定任务下的代谢水平变化。
fMRI技术的基本原理是，在人体进行某个任务时，与之相关的脑区会消耗更多的氧气。
这些脑区的血氧水平会下降，从而引发局部的血流量增加。
fMRI机器可以测量这种血氧水平的变化，并将其转化成图像。
由于特定任务在不同的脑区引发的代谢水平变化是不同的，fMRI技术可以用来描绘出各种任务在不同的脑区中引发的代谢水平变化，从而揭示出不同脑区之间的连接和功能。
3. MRI技术在认知神经科学中的应用MRI技术的应用领域非常广泛，但在认知神经科学中的应用尤为显著。
通过fMRI技术，研究者可以探究人类大脑在不同任务中的代谢水平变化及其相应的脑区活动。
这项技术可以用来探究和揭示人类大脑各种行为和认知过程的神经机制，如视觉、听觉、语言、记忆、决策等。
4. MRI技术在精神疾病研究中的应用除了在认知神经科学中的应用外，MRI技术在精神疾病研究中也有很大的应用价值。
例如，在精神疾病治疗前后，MRI技术可以揭示出脑区的代谢水平变化情况，从而帮助研究人员了解疾病治疗的作用机制。
基于多模态成像技术的脑功能定位
基于多模态成像技术的脑功能定位近年来，随着科技的发展和脑神经科学的逐步深入，脑功能定位成为科学家们关注的热点。
脑功能定位技术主要用于定位人类大脑中不同功能区域的位置，这对于研究脑神经科学、治疗一些脑部疾病以及认知心理学等领域都有着重要的意义。
而多模态成像技术已经成为脑功能定位研究的主要手段之一。
多模态成像技术指的是通过不同成像技术采集图像数据，并将这些不同成像技术的数据进行融合，得出高质量、对比度高、空间解析度高的图像数据。
多模态成像技术可以从不同角度获取脑部图像信息，进而提高对脑功能区域的定位精度和准确性。
下面我们将逐一介绍多模态成像技术在脑功能定位领域中的应用。
1.磁共振成像(MRI)MRI技术是通过磁场和无线电波的相互作用，对人体进行成像的一种技术。
它可以直观、非侵入性地呈现人体内部结构的细节和组织构造以及组织内病变的情况。
同时，MRI在脑功能定位中也扮演着重要的角色。
在脑功能定位中，MRI可以获得高分辨率的三维图像，并可以显示出人脑各个不同功能区域的分布情况。
在神经科学和认知科学领域，MRI技术的应用越来越广泛，并成为脑功能定位中的基础。
2.脑电图(electroencephalogram，EEG)脑电图是一种通过头皮表面记录脑电活动的技术。
EEG技术常被用于观察人脑在某些情况下的电活动，如患者处于安静状态或在进行某些认知任务时产生的电活动，从而研究人脑中的神经过程。
这种技术在脑功能定位中也有广泛的应用。
由于EEG技术可以提供很高的时间分辨率（约为毫秒级别），因此可以检测到神经活动的时间序列，从而可以在短时间内确定出某些动作对应的特定脑区和时间点，帮助科学家更准确地了解大脑的神经信息传递。
此外，与MRI等技术相比，EEG技术成本较低、无创、便于移动，也被广泛应用到对脑功能的监测和诊断中。
3.正电子发射断层扫描(Positron Emission Tomography, PET)PET技术是通过注射人体内跟踪剂（tracer）的放射性示踪剂，来监测和显示人体代谢过程的一种技术。
第十章 fMRI与SWI及其处理分析技术-推荐下载
第十章fMRI与SWI及其处理分析技术磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）具有多参数、多方位成像的特点，它提供的高分辨率、高对比度解剖图像早已被人们所接受。
现在MRI技术仍以惊人的速度发展着，其应用范围正在不断拓展，新的应用领域也在不断涌现。
功能磁共振成像(functional Magnetic Resonance Imaging，fMRI)及磁敏感加权成像（Susceptibility Weighted Imaging，SWI）就是近年来出现的磁共振成像新技术。
本章主要就功能磁共振成像及磁敏感加权成像的基本原理、临床应用和相关处理与分析技术做简要介绍。
第一节fMRI及SWI的原理及特点一、fMRI的原理与特点功能磁共振成像是上世纪90年代以来在磁共振成像技术的基础上迅速发展起来的能够反映大脑功能活动的一种磁共振成像方法，它的突出特点是可以利用超快速成像技术，反映出大脑在受到刺激或发生病变时脑功能的变化。
它突破了过去仅从生理学或病理生理学角度对人脑实施研究和评价的状态，打开了从语言、记忆和认知等领域对大脑进行探索的大门。
传统的MRI与fMRI之间的主要区别是它们所测量的磁共振信号有所不同。
MRI是利用组织水分子中的氢原子核处于磁场中发生的核磁共振现象，对组织结构进行成像，而fMRI是通过血流的变化间接测量大脑在受到刺激或发生病变时功能的变化。
根据所测量的脑功能信号的不同，磁共振功能成像主要有以下几种：①血氧水平依赖功能磁共振成像（Blood Oxygen Level Dependent FMRI，BOLD fMRI），即狭义的脑功能成像，它主要是通过测量区域中氧合血流的变化（或血液动力学的变化），实现对不同脑功能区域的定位，如不特别指明，BOLD成像常称为fMRI成像；②灌注功能磁共振成像（Perfusion fMRI），又称为灌注加权成像(Perfusion Weighted Imaging，PWI)，这种成像方法主要用于测量局部脑血流和血容积；③弥散加权功能磁共振成像（Diffusion Weighted fMRI），亦称为弥散加权成像（Diffusion Weighted Imaging，DWI），它主要用于测量水分子的随机运动；基于DWI的磁共振弥散张量成像（Diffusion Tensor Imaging，DTI）利用水分子的弥散各向异性进行成像，可追踪脑白质纤维束支；④磁共振波谱成像（Magnetic Resonance Spectroscopy，MRS），该方法用于测量脑的新陈代谢状态以及参与新陈代谢中的某些物质(如磷和氧)的含量。
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What is fMRI?
One of a number of brain imaging techniques that reveal some dynamic, in vivo aspect of brain function.
What is fMRI?
Байду номын сангаас
Spatial resolution
Temporal resolution
Excitatory post-synaptic potentials (EPSPs), Inhibitory post-synaptic potentials (IPSPs), and Action potentials (APs) are not very metabolically demanding
What is fMRI?
• An INDIRECT measure of neural activity
• Measures relative concentrations of de-oxygenated blood • Don’t need any contrast agents or radiation
• 1945 – Bloch and Purcell share the Nobel prize for their work with magnetic resonance
Brief History of fMRI
• 1990 – Ogawa, et al. showed that MR images could be used to detect changes in blood oxygenation in vivo (in mouse brain) • 1991 – First human fMRI studies
Structural v. Functional MRI
POSTERIOR
POSTERIOR
What is the physiological process or event that contributes to contrast in a functional image?
POSTERIOR
But the return to resting state does require energy!
How is blood flow related to neural activity? Increased neural activity causes release of vasoactive substances, which cause vessels (arterioles) to dilate – these effects can occur locally and upstream from the activity
Brief History of MRI / fMRI
• 1890 -- Roy and Sherrington postulated that changes in activity associated with brain function would lead to increases in blood flow in those regions
fMRI vs Other techniques
Non-invasive which makes it ideal for: (1) developmental studies (kids can go in MRI scanner) (2) longitudinal studies (kids / people can go in multiple times) (3) aging studies
Want to measure some aspect of neural activity, but fMRI does not do this directly
Instead, fMRI is based on changes in oxygen consumption and blood flow, which are indirectly related to neural activity
How are these physiological changes measured with MRI?
fMRI vs Other techniques
fMRI is NOT a good choice in certain situations: • Claustrophobia • To study gross motor behavior • Certain patient populations with movement disorders (e.g PD)
Neural Imaging II: Imaging Brain Function
ANA 516: February 13, 2019 Jane E. Joseph, PhD
Outline
• Physiological Basis of functional MRI (fMRI) • Experimental Design and Data Analysis Issues • Brief survey of fMRI studies in animals (mostly)
Widely available (c.f. PET, TMS) No known health risks (c.f. PET)
fMRI vs Other techniques
fMRI is NOT a good choice in certain situations:
• Many surgical implants cannot go in MRI scanner • Presence of metal in body (or on body – tattoos, makeup) • To measure neurotransmitters (use spectroscopy or PET)