مدل مکانی زمانی بیزی برای تعیین نواحی فعال مغز در تحلیل داده های fMRI

در سال های اخیر تصویربرداری تشدید مغناطیسی عمل کردی (fMRI) به منظور تعیین نقاط فعال مغز در شرایط گوناگون، بسیار مورد توجه قرار گرفته است. روش های آماری نقش اساسی در تحلیل داده های تصویری دارند. داده های fMRI ساختار پیچیده ای از همبستگی های زمانی و فضایی سه بعدی دارند. به علاوه دریافت پاسخ نسبت به زمان اعمال محرک تاخیر دارد، که به عنوان تابع پاسخ همودینامیکی (HRF) شناخته می شود. توجه به این ساختارهای پیچیده ی همبستگی و نیز رفتار HRF در مدل سازی آماری اهمیت ویژه ای دارد. در مقاله حاضر یک مدل مکانی-زمانی بیزی جدید معرفی می شود که در تحلیل داده های fMRI با هدف تعیین نقاط فعال کاربرد دارد.
داده های تصویری مورد استفاده در این مقاله مربوط به محرک back-2 است که بخشی از پروژه‏ی My Connectome بوده و در سال 2015 در دانشگاه استنفورد اجرا شده است. مدل مکانی زمانی سه بعدی ارائه شده روی داده های مذکور برازش داده شد به گونه ای که HRF برای هر واکسل به طور مجزا بر اساس داده های آن، برآورد شده و ساختارهای پیچیده ی همبستگی بین داده ها در مدل لحاظ گردد. از نرم افزار FSL برای پیش پردازش تصاویر و از برنامه نویسی در محیط متلب جهت مدل سازی آماری استفاده شد.
نتایج حاصل از برازش مدل آماری نشان داد که محرک back-2 منجر به فعالیت بخش هایی از نواحی inferior parietal و frontal در مغز گردید.
در این پژوهش یک مدل مکانی-زمانی بیزی جدید به عنوان روشی مناسب برای تعیین نقاط فعال در سری های زمانی fMRI معرفی شد. مدل مکانی-زمانی بیزی معرفی شده در این مطالعه، به دلیل در نظر گرفتن هم زمان ساختارهای همبستگی پیچیده و نیز برآورد HRF مختص هر واکسل، رویکرد مناسبی در تحلیل داده های fMRI است.