课程中英文名称 神经影像技术
Neuroimaging Technology
课程代码 18020105020
培养层次 大学本科
适用专业 语言学
课程属性 专业必修课
开设学期 3
学分数 3
(一)实验性质
本门实验课是《神经影像技术》课程的实验部分,主要包括个2综合型实验、2个验证型实验和1个创新型实验。分别是:实验一、T1及T2加权多参数成像及显影分析;实验二、BOLD多参数成像及显影分析;实验三、ERP实验与编程;实验四、ERP数据采集;实验五、汉语语义违反的N400效应。
(二)实验目的
在功能性成像和事件相关电位原理和技术等相关知识基础上,进行具体的实验操作和实验实施,提升学生动手能力和运用技术解决问题的能力,并进一步思考和开展学术创新活动。具体包括:
1.掌握MRI T1加权成像物理意义及临床意义, 掌握TR及TE参数设置;
2.掌握MRI T2加权成像物理意义及临床意义,掌握TR及TE参数设置;
3.掌握MRI BOLD成像物理意义及临床意义;
4.掌握ERP实验设计与编程;
5.掌握ERP 数据采集及处理方法;
6.利用ERP技术开展科研创新。
(三)基本要求
1.T1及T2成像对应的TR和TE及其他成像参数设置;能够进行基本的成像操作。
2.能够对获取的3-5人的脑部T1或T2加权成像进行基本的数据处理。
3.了解事件相关电位原理,熟练掌握ERPs数据采集上机操作及数据处理与分析.
4.开展实验研究,并撰写实验报告。
二、实验项目与提要
序号 | 实验项目 | 关键步骤 | 内容提要 | 学时 | 实验 类型 |
1 | 实验一 T1及T2加权多参数成像及显影分析
| T1及T2成像对应的TR和TE及其他成像参数设置 | 实验过程及步骤: 1.T1及T2成像对应的TR和TE及其他成像参数设置。 2.采集3-5人的脑部T1或T2加权成像。 实验数据及分析: 1.收集有代表性的T1或T2加权影像。 2.基于几种成像,对比TR及TE的不同设置。 | 8 | 综合型 |
2 | 实验二 BOLD多参数成像及显影分析
| 组块设计 | 实验步骤: 1.文字面孔识别实验:实验采用组块设计,文字识别、面孔识别、文字识别控制任务和面孔识别控制任务共四类,每一类包含2个block,每一个block10个刺激。 2.采集3-5人的脑部BOLD成像。 实验数据及分析: 1.集有代表性的BOLD影像。 2.基于几种成像(例如T1加权,T2加权,BOLD成像),对比TR及TE的不同设置。 | 8 | 综合型 |
3 | ERP实验设计与编程 | 确定自变量和因变量,控住无关变量; 单因素和多因素实验设计被试间、被试内和混和实验设计; 运用Eprime编程步骤; | 1.单因素设计和多因素设计:根据因素(自变量)的个数划分。 2.被试内设计、被试间设计和混合设计:根据被试接受实验处理的次数划分。被试内设计指的是每个被试接受所有的实验处理。 3被试间设计指的是每个被试只接受一种实验处理。 4混合设计,一定得是2个或以上个因素,其中一个因素得是被试内因素,一个因素得是被试间因素。如性别和任务难度,性别为被试变量(被试本身具备),任务难度为任务变量,那么这个只能是混合设计。 5E-Prime基本实验设计技术,E-Prime基本实验设计技术,E-Prime基本实验设计技术,E-Prime实验设计的随机技术,实验材料的随机设计技术,脑电、眼动、fMRI的E-Prime编程。 | 6 | 验证型 |
4 | ERP数据采集 | 确定被试筛选标准; 设定实验参数; 实验操作流程及注意事项; | 实验前准备:填写被试信息表、洗头、去角质、带电极帽、贴电极,打导电膏。 实验过程中:设置参数,保存实验数据,记录实验情况。 实验结束后:关机、摘电极帽、清洗实验器材并归置,拷贝数据。 | 4 | 验证型 |
5 | 汉语句子词尾语义违反N400效应:重复Kutas与Hill yard于1980年首次报道的语义违反效应。
| 语料搜集; Eprime编程; 被试招募; 数据采集; 数据处理与分析; 撰写报告。 | 1.参考Kutas etal., 1980搜集并编制汉语语料,采用被试内单因素设计; 2.被试选择智力正常,无家族疾病史的在校大学生,右利手; 3.采集参数设置(系统采样频率1kHz,滤波带宽0.1-200Hz。电阻小于 5KΩ,以左侧乳突为参考); 4.实验使用 Neuroscan 4.5进行离线分析和处理。实验处理过程如下:直流漂移校正;重设参考电极;去除眼电;进行 30 Hz 的低通道滤波(0.1-30Hz);进行脑电分段(分析时长为刺激呈现前 100ms至刺激呈现1000ms); 基线矫正;对不同条件下的脑电数据进行分类叠加平均。为了考察不同条件的刺激在左右半球、前后脑区的差异,我们共分成了六个脑区。统计处理使用 SPSS 22.0 软件进行,方法为重复测量的方差分析(repeated measures analysis of variance),并使用 Greenhouse-Geisser 法进行校正。对涉及到实验条件、有统计学意义的交互作用进行事后简单效应分析,并采用 Bonferroni 方法对多重比较进行校正,校正后的 p 为 0.05; 5.对正确率进行重复测量分析发现,与正常句相比,语义中度违反句和语义重度违反句主效应不显著。对波幅大小进行重复测量分析发现,与正常句相比,语义中度违反句和语义重度违反句的句尾词在400ms左右出现了一个显著的负成分,且语义重度违反句相比语义中度违反句的N400波幅更大。实验成功重复了汉语语义加工相关的N400成分,N400的波幅与歧义词对语境的背离程度相关,背离越大,N400的波幅越大,可见语义相关性是决定N400大小的因素。 | 6 | 创新型 |
三、作业要求及成绩考核办法
本门课程合计5次作业,结合课堂测试及提问作为平时成绩,占考核总成绩的20%;
本门课程前两次综合型实验,结合实验表现及实验报告撰写作为实验成绩,占考核总成绩的20%。 第3、4、5次验证型实验和创新型实验,结合实验表现及实验报告撰写作为期末成绩,占考核总成绩的50%。
四、教材及主要参考书
(一)教材
陈武凡、康立丽,《MRI原理与技术》,科学出版社,2012。
魏景汉、罗跃嘉,《事件相关电位原理与技术》,科学出版社 2010。
(二)主要参考书
李月卿、李萌,《医学影像成像原理》,人民卫生出版社,2002.
赵仑,《ERP实验教程》,天津社会科学院出版社, 2004。