研究目的
描述人类连接组计划7特斯拉视网膜定位数据集,并对功能磁共振成像数据进行群体感受野分析以估算pRF位置和大小,为研究视觉皮层组织提供一个大型公开可用资源。
研究成果
HCP 7T视网膜定位数据集提供了具有稳健信号的高质量pRF估计值,这些信号广泛分布于皮层和皮层下区域,显示出与现有脑区分区的高度一致性和可靠性。该数据集是研究个体差异、与其他HCP数据进行比较以及解决视网膜定位图组织争议的宝贵资源,其公开的数据和代码为进一步研究提供了便利。
研究不足
刺激尺寸限制在8度偏心范围内,导致远周边区域表征缺失。边缘效应可能造成接近刺激边界的pRF(感受野)尺寸被低估及其中心位置偏移。由于网格拟合,模型解呈离散化分布,且增益被约束为非负值,这可能不适用于BOLD信号下降的脑区。采用特定pRF模型(具有固定指数的各向同性高斯模型)可能无法捕捉全部神经特性,而刺激与任务效应(如对注视点的注意)可能限制某些脑区的反应。组平均结果受被试间配准质量影响,即便采用先进配准方法仍可能存在残余错位。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用基于模型的分析方法,使用群体感受野(pRF)模型——具体为压缩空间求和模型,对视网膜定位实验的fMRI数据进行分析。实验范式让受试者通过移动孔径(楔形、环形、条形)观看具有动态彩色纹理的空间调制视觉刺激,以诱发稳健的神经反应。
2:样本选择与数据来源:
数据采集自181名健康青年成人(年龄22-35岁),作为人类连接组计划的一部分,fMRI数据在7特斯拉分辨率下获取(1.6毫米各向同性体素,1秒时间采样)。
3:6毫米各向同性体素,1秒时间采样)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:西门子7T Magnetom扫描仪配32通道接收线圈阵列、NEC NP4000投影仪用于刺激呈现、运行心理物理学工具箱的Macintosh计算机控制刺激、按钮盒记录反应、EyeLink 1000系统进行眼动追踪。
4:实验流程与操作步骤:
受试者参与六次5分钟的不同孔径类型fMRI扫描。他们注视中心点并在其颜色变化时按键。fMRI数据经HCP流程预处理,包括运动校正、畸变校正及标准化表面空间配准。使用非线性优化为每个灰质体素拟合pRF模型。
5:数据分析方法:
采用改进版analyzePRF MATLAB工具箱进行pRF模型拟合,估计角度、离心率、尺寸、增益、解释方差及平均信号强度等参数。通过半分割分析评估可靠性。
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获取完整内容-
Siemens 7T Magnetom scanner
Magnetom
Siemens
Used for acquiring high-resolution fMRI data at 7 Tesla field strength.
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32-channel receiver coil array
Nova Medical
Used for signal reception in the MRI scanner to improve data quality.
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NEC NP4000 projector
NP4000
NEC
Used to project visual stimuli for the retinotopic mapping experiment.
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Macintosh computer
Apple
Used to control stimulus presentation using Psychophysics Toolbox software.
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Psychophysics Toolbox
Software for generating and controlling visual stimuli in psychological experiments.
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Button box
Current Designs
Used for subjects to press buttons in response to stimulus changes.
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EyeLink 1000 system
1000
SR Research
Used for eye tracking to monitor fixation during the experiment.
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analyzePRF MATLAB toolbox
analyzePRF
Software tool for fitting population receptive field models to fMRI data.
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