Психофизиологическое взаимодействие ( PPI ) — это метод анализа связей мозга для данных функциональной визуализации мозга , в основном функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Он оценивает контекстно-зависимые изменения в эффективной связи (связях) между областями мозга. [1] [2] Таким образом, анализ PPI выявляет области мозга, активность которых зависит от взаимодействия между психологическим контекстом (задача) и физиологическим состоянием (временной ход активности мозга) семенной области. [3]
Метод PPI был предложен Фристоном и коллегами в 1997 году. [1] Модель включает в себя термин взаимодействия между психологической переменной (дизайн задачи) и физиологической переменной (временной ряд области мозга). Если термин взаимодействия может объяснить активацию мозга другой области мозга после учета основных эффектов психологических и физиологических переменных, то это подразумевает зависимую от задачи связь между двумя областями мозга.
Метод PPI в основном применяется к сигналам, зависящим от уровня кислорода в крови (BOLD), измеряемым с помощью функциональной МРТ (фМРТ). Гемодинамический ответ медленный по сравнению с быстрой нейронной активностью. Поэтому Гительман и коллеги предложили сначала деконволюцию временного ряда BOLD семени с функцией гемодинамического ответа, чтобы полученные сигналы «нейронного уровня» могли соответствовать времени разработки задачи (психологическая переменная). [4] Перед умножением как психологические, так и физиологические переменные должны быть центрированы. [5]
Если эксперимент фМРТ разработан с несколькими условиями, то в модель будет включено несколько психологических переменных. В этом случае была предложена стратегия моделирования, названная обобщенным PPI. [6]
Традиционно анализ PPI был реализован с использованием стратегии на основе семян. То есть термин PPI определяется с использованием предопределенного семени, и выполняется воксельный анализ для выявления областей во всем мозге, которые показали модулированную задачей связь с областью семени. Метод PPI также может быть применен к каждой паре областей в мозге, так что можно отобразить модулированную задачей связь всего мозга, т. е. коннектом задачи. [7]
Основное программное обеспечение для анализа данных фМРТ, включая SPM, FSL, AFNI и CONN, имеет модули для анализа PPI. Также есть Generalized PPI Toolbox, который представляет собой набор инструментов на основе MATLAB, предназначенный для анализа PPI.