Xu Cui
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424 Stories by Xu Cui
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When I was in high school and saw the following equation, my mind was blown! $$1+\frac{1}{4}+\frac{1}{9}+\frac{1}{16}+…=\frac{\pi^2}{6}$$ Why is Pi here? Isn’t it supposed to...
This is a guest post by Ning Liu from Stanford University. – A basic block design includes two conditions: task condition and control condition....
本文作者是斯坦福大学刘宁 传统的组块设计(block design)通常包括两种组块： 任务组块和控制组块，又被称为“AB block”设计（如图1A）。这种设计基于一个假设： 两种组块条件下的意识态是线性叠加的，它们之间没有相互作用。因此可以用两种条件下的意识态相减。 尽管这种假设往往是不成立的，但是这种实验设计通常可以得到比较强的信号，易于寻找被任务激活的脑区，并得到比较稳健的实验结果，所以这种设计还是一直得到广泛使用。常用的组块设计，每种条件包括六个以上的实验组块（epoch), 一个实验组块持续10到30秒时间。例如，我们用过下面这种组块设计的面部表情实验： R-F-S-F-S-F-S-F-S-F-S-F-S-R。其中， R 代表安静状态组块，F代表恐惧的面部表情组块，S代表模糊化的面部表情组块。每个刺激组块（both F and S）持续20秒，安静组块（R） 持续30秒（Liu, et al. 2015）。 事件设计(event-related design, 如图1B)能够呈现单个的刺激而不是以组块的形式呈现，单个的刺激之间有长短变化的时间间隔，设计更加灵活，可以提供比组块设计更多的信息，例如血流动力学响应函数(HRF)的信息，因此也经常被使用。但为了得到较稳定的结果需要刺激重复次数较多，因此事件设计总的实验时间通常较长。 另一种比较常见的设计是混合设计(mixed design，如图1C)，就是把组块设计和事件设计结合起来，既有任务组块和控制组块的区分，单个刺激之间的时间间隔又是长短变化的。这种设计的优点是既易于得到被任务激活的脑区，又能得到HRF的信息。缺点是需要基于更多的假设，对HRF的估算也较事件设计差一些。
This is a guest post by Ning Liu from Stanford University. — For someone who has no imaging background and just began to use...
本文作者是斯坦福大学刘宁 对于一个近红外初学者，特别是没有任何脑成像背景的初学者，他们往往没有想到脑成像的实验设计和别的学科的实验设计，诸如行为科学或者生物实验等有很大不同。通过一些文献阅读或者相关培训，初学者可能注意到脑成像的任务态实验设计往往有很多重复的环节。那么，为什么脑成像的实验需要这样的设计？究其根本原因，其实是因为现有的无侵入式脑成像技术，无论是核磁共振脑功能成像（fMRI) 还是近红外脑功能成像（fNIRS）, 其直接测量到的信号变化与噪音相比都太小（～1％量级）。换言之，巨大的生理噪音掩盖了信号的变化。因此，为了能测量到与大脑活动相关的信号，具体到近红外成像中就是测量到氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化，就需要巧妙的设计实验和分析数据。 对于任务态实验，有两种基本的实验设计：一种是采用组块设计（block design），另一种是采用事件设计（event design）。然而，无论哪种，它们的共同点是：实验中多次重复同一个任务／操作，数据处理时通过建立模型，用统计的办法找出具有统计意义的相关活跃脑区。 任务态的实验设计中常常被初学者忽略的另一个重要环节就是对照条件（control condition）的设计。刺激任务除了设计能激活相关脑区的任务以外，一般还应该设计一个好的对照条件，进而可以通过两种条件下脑信号的对比，找出真正与任务相关的脑区。
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If you are a newcomer in the NIRS field, you may wonder who are the experts in this field. You might know a few...
From 2000 and 2010, the number of PubMed citations had grown from half million to 1 million. Today we see ~3,000 new papers everyday!...
Near infrared spectroscopy (NIRS) is an increasingly popular technology in brain imaging research. Compared to fMRI, NIRS can be used for more naturalistic experiments,...