脑连接组:结构与功能连接05 / 20
预处理对功能连接的影响
功能连接对噪声极其敏感,几个必须知道的问题:
- 头动:即使毫米级的头动,也会系统性地增强近距离脑区的相关、削弱远距离相关(Power 等, 2012, NeuroImage)。如果患者组头动更大,就可能“制造”出组间差异。常见对策:24 参数头动回归、按帧位移(FD)剔除坏帧(scrubbing)、组间匹配头动并作为协变量。
- 生理噪声:呼吸、心跳、白质和脑脊液信号通常作为干扰回归项去除;时间序列一般带通滤波到约 0.01–0.1 Hz。
- 全局信号回归(GSR):去掉全脑平均信号可以减少头动和呼吸伪迹,但会在数学上把相关分布整体往负方向推,造成部分负相关(Murphy 等, 2009, NeuroImage)。是否做 GSR 至今没有共识,稳妥做法是两种都报告。
Ciric 等(2017, NeuroImage)在 393 名青少年的数据上系统比较了 14 种被试水平的干扰回归策略,评价标准包括残余的头动–连接关联、头动效应的距离依赖、网络可识别性和回归消耗的自由度。结论是各方法之间存在明确的取舍:去噪越彻底,消耗的自由度越多,也可能去掉部分神经信号。没有一种方法在所有标准上最优,这正是需要把去噪策略写进预先确定的分析方案、并做敏感性分析的原因。
伪迹也可以很“可靠”。 Noble 等(2019, NeuroImage)的荟萃分析发现,单条边的重测信度 ICC 平均只有约 0.29,而且不做伪迹校正时信度反而偏高——部分原因是头动等伪迹在同一个人身上本身就稳定重复。高信度不等于高效度。