汇总帖 静息态(fMRI)数据分析的软件汇总与方法资料分享

我爱脑科学网2019-01-14 07:03:44

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 作者按 

静息态(resting state)顾名思义是指大脑的非任务状态,我喜欢类比为PC的“待机”。自静息态的概念提出之后,其“真实性”也经受着怀疑,比较犀利的教授干脆发文章质疑静息态是“fact or artifact” (抛开立场,我很喜欢这篇文章),还有“restless brain”等美文。有争论是件好事,没有争论的话也没有研究的必要了。
       后续有许多技术类的文章专门为静息态“正名”,我个人虽然相信活体brain是restless的,但resting state是其中一种特殊态。所以静息态由于操作易(no task)、耗时短(5-8min)、性价比高(cost-effectiveness,)而在临床科研中广为应用。从1995年Biswal教授首度报道后,在国际国内的研究发表数量逐渐增加,在2005-2006年间的增长率更是惊人,我想这2005年可能是静息态引入国内的年份,国内的学者、学生的勤奋是首屈一指的
        伴随着近大半年的自学,在这里对于静息态数据预处理、统计分析的软件和主流分析方法的资料做个汇总,权当是自学“阶段小结”。

(一) 静息态数据预处理步骤与软件(地址)
1、静息态处理步骤:在北师大自学手册中详细记载,这里不再赘述。
2、在处理软件上,分两种基于不同操作系统的。


---基于WINDOWS系统
* SPM+MATLAB: 英国UCL开发,免费,受众广泛,在官网有视频教程

http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/
* AFNI+MATLAB: 美国NIH开发,免费,使用不在少数
http://afni.nimh.nih.gov/afni/
http://brainimaging.waisman.wisc.edu/misc/afni_intro.pdf  (介绍资料,安全链接)
* FreeSurfer: 美国哈佛大学开发,免费
http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/
http://kamares.ucsd.edu/~sereno/csurf/doc/FreeSurferManual.pdf  (手册资料,安全链接)
* BrainVoyage: 收费,功能齐全,“傻瓜式”操作 (我稀饭,就是太贵)
http://www.brainvoyager.com/
http://i2at.msstate.edu/pdf/I2AT_Brain_Voyager_Manual_Rev11.19.pdf (手册资料,安全链接)
* DPARSF+MATLAB(预处理/局部一致性计算) ;  REST+MATLAB (统计分析/功能连接)
   北师大认知所的师生们开发的toolbox,免费,预处理+批处理,很好用,必须推荐

http://www.restfmri.net/forum/?q=rest
http://pub.restfmri.net/Anonymous/%5BLong20080510%5DREST_Manual_en.pdf  (宋晓伟编写的操作手册)

---基于MAC OX或者 Lunix系统
* FSL: 英国牛津大学开发,免费,应用广泛,网站上学习资源丰富

http://www.fmrib.ox.ac.uk/

(二)静息态数据分析方法与资料
静息态数据分析多为建立功能连接、计算网络效率并进行组内或组间比较。严格完整的分析方法包括步:
1、数据获得 (Data acquisition)
2、图像预处理(见前面)
3、建立功能连接: 目前有基于ROIICA(独立成分分析)两种比较主流的分析方法
(1) 感兴趣区的选择(ROI)与种子点(seed)的产生
(2) 加入协变量
(3) 统计分析 
(可相见流程图或参考文献: Functional connectivity of human striatum. Cerebral Cortex. 2008,18.)
附件中是关于以上分析方法的资料,有学位论文由书籍有课件,打包上传,按需下载(如需附件下载,请访问论坛原文)

Package 1 目录
--Classification of fMRI data using ICA
--Dissertation- A guide to ICA- Theory and practice
--Independent Component Analysis: Recent Advances
--Independent component analysis of starch deficient pgm mutants (马普研究所)
--Lecture note-independent components analysis
--Book-Jolliffe_I_Principal_Component_Analysis

Package 2 目录
--Lecture note-Multivariate pattern analysis of fMRI data
--Region of Interest Based Independent Component Analysis
--The Statistical Analysis of fMRI Data
--Leture note-Image data formats and preprocessing
--Lecture not-Preprocessing fMRI Data (Lei)  

阶段小结到此告一段落,如果有错误的地方一定告我呀。
准备开始下个阶段学习了。

(编辑/陈锐   52brain公众号编辑部)


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