浅谈近红外脑成像（fNIRS）任务态实验设计（二）

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。