任务态到静息态再到第三波范式

在过去的几十年里，静息态研究开始流行，占了人类神经影像研究的很大一部分。虽然静息态研究为我们提供了新的分析方法，拓宽了我们对大脑功能和结构的认识，但它本身的一些局限限制了我们对大脑的探索。例如，所谓的 "静息态 "fMRI数据并不完全来自 "静息 "的大脑--我们无法让大脑完全静止。

这篇文章作者认为，人类神经科学的进展最有可能来自第三波范式，这一类范式在静息态的基础上重新引入了类似任务的实验性操纵和/或将任务态成像数据做额外的配对，为捕捉大脑活动提供更多的锚点。文章配图满分💯

第一波-实验范式，研究者(船)使用有高度可操作性的任务范式(box-car线条代表了刺激的呈现)来捕捉与认知过程相关的脑活动(水面上的涟漪)。虽然这种方法可以诱发和定位大脑活动中的一些小涟漪，但它忽略了很大一部分与任务无关的、自发脑活动所导致的差异。

第二波-静息态，研究人员(潜水艇)潜入深海，探测静息状态下自发脑活动的时空特性。然而由于这些观测几乎没有有效的参照/锚点(archor)，因此结果难以解释。

第三波-实验设计和静息态的综合，需要使用一些实验设计，同时关注大脑的自发活动。作者总结了4类实现的方法，并回顾了相关的研究，讨论了各种方法的优缺(详情见原文)。

1. 带标注的静息态，简单说在扫描期间或之后收集关于心理体验的自省数据。该种方式中被试怎么报告其主观体验，采用什么方式(实时还是事后)，实时多长时间报告一次，数据如何进行分析是需要考虑的问题。

2. 自然主义任务（如看电影和听故事）比传统任务更丰富，在某些方面更具有生态效度。该类范式创造了更强且更有机的涟漪，使表面和深层的现象(涟漪)更接近。这种方式因为不需要复杂的设计，几乎无需编程，但是刺激的选择是根据研究问题来确定的。这种方式另外一个优点是，相同刺激在被试之间的呈现都是锁时的，为后续的分析带来便利。

3. 任务特征回声，首先使用已知任务寻找某种大脑活动模式，然后在静息态时检测是否出现类型的模式。比如有研究使用任务态确定了唤醒水平的脑活动特征，之后在静息态中找到了类似的特征。

4. 状态触发范式，实验者监测大脑状态（可以是事前，事后后也可以是在线监测），并在一定的时间间隔内提供任务。这样可以研究正在发生的脑活动(某种状态)对外部刺激的感知和行为的影像。例如，刺激呈现前的大脑活动是否可以预测，一个中性的刺激是否被视为是积极或者消极的刺激。

Bonus

由于自然主义范式由于没有复杂的实验设计，门槛较低，已经有不少数据开放使用了，比如

目前的版本包括345名受试者，891个扫描，以及27个不同长度的故事，总计约4.6小时的刺激（约43,000字）。

使用7T-fMRI测量了8名被试在一年内，每周30-40次扫描中观看9000-10000个不同的彩色自然场景（22500-30000次试验）时的BOLD反应。

文章里引用了一篇JN的文章看标题就好像很厉害的样子

怎么解释静息态fMRI，问被试🦆

J. Gonzalez-Castillo, et al.

How to interpret resting-state fMRI: ask your participants

J. Neurosci., 41 (2021), pp. 1130-1141

作者提供的限时OA链接

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