SPM-DCM中文說(shuō)明(趙欣)

1、版權(quán)聲明 本文的的英文原版說(shuō)明文件版權(quán)歸SPM全球社區(qū)所擁有，翻譯后的本中文版版權(quán)都?xì)w翻譯作者蠟筆趙欣所有，同時(shí)也感謝其學(xué)姐李方方幫忙把最后兩頁(yè)紙質(zhì)版文檔整理成電子版文檔，本翻譯僅做交流學(xué)習(xí)之用，如果要將其用于其它商業(yè)用途，須發(fā)郵件給作者來(lái)征得其的同意。如果SPM全球社區(qū)發(fā)現(xiàn)本人在翻譯的內(nèi)容中有侵犯SPM全球社區(qū)的方面，可以發(fā)郵件給作者要求刪除相關(guān)部分，同時(shí)文中有翻譯的不恰當(dāng)?shù)牡胤?，也希望你發(fā)郵件給我指出其中的錯(cuò)誤。 作者 蠟筆趙欣 電子郵箱 zhaoxin1123232.3 實(shí)例下面這個(gè)例子是關(guān)于“視覺(jué)動(dòng)作行為的注意”，相關(guān)的數(shù)據(jù)集可以從SPM網(wǎng)站上下載到，這個(gè)數(shù)據(jù)集是由Christian

2、Buchel提供的，更詳細(xì)的介紹可以在注釋13中查到。這個(gè)數(shù)據(jù)集已經(jīng)用SPM99完成了預(yù)處理的過(guò)程，因此確保了flip選項(xiàng)在spm_flip_analyze_images.m文件中被設(shè)置為1。制作一個(gè)DCM模型需要兩個(gè)必須的東西，（1）一個(gè)設(shè)計(jì)矩陣（2）時(shí)間序列。這些都儲(chǔ)存在VOI文件中，設(shè)計(jì)矩陣的回歸量定義了DCM模型的輸入，因此這就意味著對(duì)于給定的DCM模型的設(shè)計(jì)矩陣來(lái)說(shuō)會(huì)有些略微不同于對(duì)應(yīng)的GLM模型的設(shè)計(jì)矩陣。DCM模型并沒(méi)有要求設(shè)計(jì)矩陣成為估計(jì)模型的一部分，它僅僅是需要被定義而已。32.3.1 定義GLM目前的實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)條件（1）定位（2）靜止不移動(dòng)圓點(diǎn)（3）不注意移動(dòng)圓點(diǎn)但不要求

3、注意（4）注意。通過(guò)Christian的GLM分析，可得在V5區(qū)的激活不僅僅是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的刺激而加強(qiáng)，同時(shí)也受到視覺(jué)運(yùn)動(dòng)的注意力的影響。接下來(lái)，我們會(huì)試著將這個(gè)影響作為一個(gè)影響因子在V5區(qū)進(jìn)行建模，并且將它解釋為一個(gè)對(duì)獨(dú)立環(huán)境的調(diào)節(jié)或者是在V5區(qū)域的傳入授權(quán)。如果要使用DCM模型的話，首先，我們需要進(jìn)行GLM分析和從結(jié)果中提取出我們想要的時(shí)間序列。在這個(gè)例子中，我們想用同一個(gè)設(shè)計(jì)矩陣來(lái)同時(shí)適用于GLM和DCM，因此我們重新組合上文的回歸量來(lái)得到以下的三個(gè)條件。（1） 感光：這包括所有具有看得見(jiàn)輸入量的條件（靜止，不注意，注意）（2） 運(yùn)動(dòng)：這包括所有具有活動(dòng)圓點(diǎn)的條件（不注意，注意）（3） 注意

4、：這僅僅包括對(duì)運(yùn)動(dòng)注意的條件（注意）現(xiàn)在我們需要定義和估計(jì)GLM模型，大家可以好好看看第8,9章節(jié)的內(nèi)容，關(guān)于這些里面都已經(jīng)講得很清楚了，接下來(lái)下面是一些相關(guān)的詳細(xì)內(nèi)容，這些內(nèi)容是關(guān)于數(shù)據(jù)集的，你必須用這些數(shù)據(jù)集來(lái)建立GLM模型。（1） 這些條件的初始化可以從factors.mat文件中找到，它們分別被命名為，感光，運(yùn)動(dòng)，注意著三個(gè)條件，它們都是按照掃描次數(shù)定義的（不是按時(shí)間定義的），它們是每10個(gè)TR就是一個(gè)block。（2） TR為3.22秒（3） 一共掃描了360次我的問(wèn)題：關(guān)于這個(gè)說(shuō)明里面前面的那些條件的設(shè)置不是很明白，剛開(kāi)始的時(shí)候它說(shuō)目前的實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)條件（1）定位（2）靜止不移動(dòng)圓

5、點(diǎn)（3）不注意移動(dòng)圓點(diǎn)但不要求注意（4）注意。后來(lái)又說(shuō)通過(guò)重新組合上文的回歸量來(lái)得到以下的三個(gè)條件。（1）感光（2）運(yùn)動(dòng)（3）注意，。這個(gè)4個(gè)條件一下子就通過(guò)神馬這個(gè)回歸量這個(gè)東西就只變成3個(gè)條件的方法不知道是怎么實(shí)現(xiàn)的，而我們自己實(shí)驗(yàn)中一共有5個(gè)條件（1）紅色（2）藍(lán)色（3）灰色（4）購(gòu)買(mǎi)（5）不購(gòu)買(mǎi)，那么著5個(gè)條件通過(guò)回歸量的分析是否可以重新組合為兩個(gè)條件（1）顏色紅，灰，藍(lán)（2）決策購(gòu)買(mǎi)或者不購(gòu)買(mǎi)。同時(shí)我們自己的實(shí)驗(yàn)是否也像這個(gè)例子這樣只涉及到V1區(qū)，V5區(qū)和SPC這三個(gè)區(qū)域，還是我們要從result里面的結(jié)果的激活圖中看到激活的具體位置，從而來(lái)另外確定所涉及到的關(guān)聯(lián)區(qū)域，而不是也是用這

6、個(gè)例子中給出V1區(qū)，V5區(qū)和SPC這三個(gè)區(qū)域。湯醫(yī)生的回答：32.3.2 提取時(shí)間序列一旦你明確和估計(jì)好了GLM模型，你就應(yīng)該定義若干T檢驗(yàn)，這些T檢驗(yàn)是用來(lái)分別測(cè)試感光，運(yùn)動(dòng)和注意的。做這些事情是為了確定由于受到視覺(jué)刺激（在V1區(qū)），運(yùn)動(dòng)（在V5區(qū)），注意（V5區(qū)和前頂葉皮質(zhì)SPC）而受到影響的具體腦部位置，因?yàn)閂5區(qū)域顯示所有的運(yùn)動(dòng)和注意的影響，從V5區(qū)域提取時(shí)間序列的時(shí)候，它對(duì)于使用運(yùn)動(dòng)檢驗(yàn)來(lái)內(nèi)在地覆蓋注意檢驗(yàn)是非常有用的，你應(yīng)該還要去計(jì)算一下普通的感興趣影響作用的F檢驗(yàn)，這對(duì)于使提取出來(lái)的時(shí)間序列誤差平均化是很有必要的，下面就是一個(gè)手把手教你如何提取V5區(qū)時(shí)間序列的例子。（1） 選擇“

7、Result”按鈕（2） 選擇SPM.mat文件（3） 選擇以運(yùn)動(dòng)為條件的t檢驗(yàn)（4） 用其他條件的檢驗(yàn)來(lái)覆蓋以運(yùn)動(dòng)為條件的t檢驗(yàn)：是（5） 選擇以注意為條件的t檢驗(yàn)（6） 選擇在內(nèi)部進(jìn)行覆蓋并且選擇一個(gè)未修正的P<0.05作為閥值（7） 選擇一個(gè)看起來(lái)像V5的對(duì)象的局部極大值（通過(guò)覆蓋在標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)圖像的激活部分，你應(yīng)該可以很容易地定義出V5區(qū)）（8） 選擇VOI按鈕（9） 把這個(gè)區(qū)域命名為V5（10） 調(diào)整數(shù)據(jù)：effect of interest（這個(gè)使時(shí)間序列誤差平均化）（11） VOI的定義：范圍（12） VOI的半徑（mm）：8SPM現(xiàn)在可以計(jì)算出在VOI范圍內(nèi)所有體素的時(shí)間

8、序列的最最重要的構(gòu)成，所得到的結(jié)果（和這個(gè)原始的時(shí)間序列文件放在一起）儲(chǔ)存在當(dāng)前工作目錄下一個(gè)文件名為VOI_V5_1.mat文件中，現(xiàn)在你就可以繼續(xù)來(lái)選擇V1的時(shí)間序列（使用以“感光”為條件的t檢驗(yàn)）和這個(gè)SPC的時(shí)間序列（使用以“注意”為條件的t檢驗(yàn)），對(duì)于該例來(lái)說(shuō)，我們對(duì)V1區(qū)選擇-61-841-6作為設(shè)置參數(shù)，對(duì)SPC選擇-181/57/66作為設(shè)置參數(shù)。我的問(wèn)題：這里面提到的Mask（覆蓋）是不是有什么講究？這個(gè)例子里面提到的選擇以注意為條件的t檢驗(yàn)來(lái)Mask選擇以運(yùn)動(dòng)為條件的t檢驗(yàn)，這個(gè)順序可不可以反過(guò)來(lái)呢？根據(jù)這個(gè)例子，在3個(gè)條件的前提下應(yīng)該總共生成VOI_V5_1.mat與VO

9、I_V1_1.mat，VOI_SPC_1.mat這三個(gè)文件，那為什么不再用SPC去Mask V1區(qū)再生成一個(gè)這樣的文件而一定要用V1來(lái)Mask SPC呢？湯醫(yī)生的回答32.3.3明確和估計(jì)DCM模型現(xiàn)在我們已經(jīng)定義了輸入（通過(guò)這個(gè)設(shè)計(jì)矩陣）和這個(gè)時(shí)間序列，我們已經(jīng)準(zhǔn)備好建立DCM模型了，我們可以看看注釋27所描述的一個(gè)簡(jiǎn)易版本的模型。在我們的例子中，我們將建一個(gè)由V1，V5和SPC組成的分級(jí)連接系統(tǒng)，在V1與V5之間和V5與SPC之間交互連接，但不在V1與SPC之間相互連接，我們可以假設(shè)（1）V1是受所有種類(lèi)的視覺(jué)刺激的驅(qū)動(dòng)（直接輸入“感光”）（2）每當(dāng)刺激移動(dòng)的時(shí)刻，通過(guò)觀察到在V1區(qū)映射到

10、V5區(qū)上的影響力的一個(gè)增長(zhǎng)，在V5區(qū)與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的反應(yīng)就可以被解釋了。（運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)調(diào)節(jié)的輸入映射到V1區(qū)域上>V5連接），并且注意加強(qiáng)了SPC映射到V5區(qū)的影響力。（注意作為一個(gè)調(diào)節(jié)的輸入映射到SPC上>V5連接），這個(gè)DCM原理模型如下圖所示（1） 選擇DCM按鈕（2） 選擇“specify”（3） 選擇你原先做的GLM時(shí)候所創(chuàng)建的那個(gè)SPM.mat文件（4） 為DCM_?文件命名（5） 按照VOI_V1_1, VOI_V5_1, VOI_SPC_1的順序選擇所有的VOI（6） 包括感光：是（7） 包括運(yùn)動(dòng)：是（8） 包括注意：是（9） 定義下面這些內(nèi)在的聯(lián)系V1到V5，V5到V

11、1，V5到SPC，SPC到V5等，這是一個(gè)在相鄰區(qū)域建交互連接的層次結(jié)構(gòu)。顯示的那一列表示的是連接的來(lái)源，顯示的那一行則表示的是它的目標(biāo)，你的連接矩陣應(yīng)該看起來(lái)和圖32.5比較類(lèi)似才行。（10） 明確感光作為作為一個(gè)在V1區(qū)里面的主動(dòng)輸入（11） 明確運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)從V1到V5的調(diào)節(jié)連接（12） 明確注意作為一個(gè)從SPC到V5的調(diào)節(jié)連接（13） 不要選擇非線性DCM模型（14） 明確了每個(gè)區(qū)域的時(shí)間層，從注釋51里面可以看出，這是一個(gè)新選項(xiàng)，在以前的DCM模型版本中，時(shí)間層數(shù)據(jù)中的最后一層是被設(shè)為默認(rèn)值。對(duì)于連續(xù)型的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)（這里的連續(xù)型是相對(duì)于隔行掃描所得到的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)的），這個(gè)選項(xiàng)允許用DCM

12、模型與任何TR相結(jié)合，在這里我們使用默認(rèn)值就行了。（15） 選擇“Echo time Te”（16） 一個(gè)友好的謝謝你的回復(fù)即表示你已經(jīng)完成了模型的所有設(shè)置我的提問(wèn)：下面的這個(gè)V1，V5和SPC圖我不是很明白，這三個(gè)區(qū)域之間的聯(lián)系我還是比較清楚的，只是在他們之間的連接線上畫(huà)個(gè)圓點(diǎn)顯示Attention和Motion表示什么意思？湯醫(yī)生的回答： 你現(xiàn)在可以通過(guò)再按一次DCM按鈕來(lái)選擇估計(jì)選項(xiàng)或者從matlab命令行按spm_dcm_estimate(DCM_mod_bwd)來(lái)估計(jì)模型的參數(shù)，一旦完成了這個(gè)步驟，你就能按下面的操作來(lái)觀察結(jié)果（1） 選擇DCM按鈕（2） 選擇review（3） 選擇

13、DCM_mod_bwd（4） 閥值：0現(xiàn)在你可以有多種選擇，你可以再次檢驗(yàn)下模型的輸出或者仔細(xì)觀察下對(duì)于內(nèi)在連接的參數(shù)估計(jì)，又或者仔細(xì)看看對(duì)于主動(dòng)或者調(diào)節(jié)輸入（感光的因素作用，運(yùn)動(dòng)的因素作用，注意的因素作用）相關(guān)參數(shù)的參數(shù)估計(jì)。你也可以用用這個(gè)“Contrast”選項(xiàng)來(lái)確定你有多么自信對(duì)于你在第四步中檢驗(yàn)時(shí)的一組確定參數(shù)的估計(jì)是否超過(guò)閥值。當(dāng)然，你也可以通過(guò)Matlab命令行來(lái)加載模型和直接檢查參數(shù)，這些內(nèi)容都可以直接在DCM.A（內(nèi)在連接）, DCM.B（調(diào)節(jié)輸入）, DCM.C（主動(dòng)輸入）這三個(gè)文件夾里找到。我的提問(wèn)：像上面這種行列圖里面實(shí)心圓圈是不是表示我們對(duì)區(qū)域之間的聯(lián)系都很明白的情況

14、下就可以在對(duì)應(yīng)的圓圈里面填實(shí)心，還是表示其他的什么意思？湯醫(yī)生的回答：32.3.4 比較模型 現(xiàn)在讓我們來(lái)明確一個(gè)可供選擇的模型并且與我們?cè)谏瞎?jié)所定義與估計(jì)好的模型相比較，我們將要做的改變是假設(shè)注意是調(diào)節(jié)V1>V5區(qū)的連接（和先前模型中SPC>V5區(qū)連接相反），為了定義這個(gè)模型，你重復(fù)上個(gè)例子所有的操作唯一的不同點(diǎn)是這個(gè)模型另外取了一個(gè)新名字（mod_fwd）,并且現(xiàn)在這個(gè)注意作為前相連接，在圖32.9中可以看到這個(gè)DCM模型的詳細(xì)原理，只要你估計(jì)完這個(gè)新模型，你就能做一個(gè)貝葉斯的模型比較，如下所示（1） 選擇DCM按鈕（2） 選擇“Compare”（3） 比較模型數(shù)量：2（4） 選擇兩個(gè)模型：按順序選擇DCM_mod_bwd與DCM_mod_fwd兩個(gè)文件如下圖所示，從模型的條狀圖可以看出我們第二個(gè)模型要比第一個(gè)好。我的提問(wèn)：從湯醫(yī)生你給我的proprocess的bath里面種檢驗(yàn)的選擇項(xiàng)里面可以看到一共4個(gè)F檢驗(yàn)和6個(gè)T檢驗(yàn)，怎么會(huì)有這