اف‌ام‌آرآی
طراحی نمونه تحریک

درست به اندازه‌ای که انتخاب پارمترها برای تصویربرداری برای یک آزمایش موفق مهم است، طراحی نمونه تحریک نیز مهم است. تجربیات زیادی از EEG و PET موجود می‌باشد، اما به دلیل اینکه fMRI رزلوشن مکانی بین این دو روش دارد دیدگاه تازه‌ای باید به کار رود. موضوعات زیادی در طراحی نمونه وجود دارد، که در اینجا یک مرور مختصر خواهیم داشت.
آزمایش‌های اولیه fMRI بیشتر در فرم مطالعات PET بودند، یعنی دسته‌ای از تصاویر در حالت استراحت گو سپس یک دسته از حالت فعالیت گرفته می‌شوند، و تفاضل یک دسته از دیگری گرفته می‌شود. اما به دلیل اینکه کنتراست BOLD از شروع و نزول ان (در بازه زمانی جند ثانیه) نسبتاً سریع است، این امکان وجود دارد که بازه زمانی را برای رخدادهای کوتاه مدت تری که معمولاً اتفاق می‌افتند دنبال کرد.
رایج‌ترین الگوی تحریک epochهای منظم تحریک و استراحت است، معمولاً با عناوین on و off نامگذاری می‌شود. طول این epochها بایستی به اندازهٔ کافی بلند باشد تا بتواند با پاسخ همودینامیک را تطبیق یابد بنابراین مقدار ۸ و غالباً ۱۶ ثانیه انتخاب می‌شود. این epochها تا زمانی‌که کنتراست به نویز کافی برای شناسایی پاسخ فعالیت ایجاد شود ادامه پیدا می‌کند. اما زمان کلی آزمایشگاهی باید تا حدی باشد که فرد می‌تواند به راحتی و بدون حرکت در وضعیت ثبت باقی بماند و نیز تعداد نقاط داده‌ای که برای بدست آوردن کنتراست به نویز کافی نیاز است. غالباً محدودیت‌های تکنیکی برای زمان آزمایش وجود دارد و امکان خوگرفتن فرد به تحریک و در نتیجه کاهش کنتراست به نویز با گذشت زمان وجود دارد.
به جای epochهایی از تحریک، می‌توان از یک رخداد واحد به عنوان تحریک استفاده کرد، بیشتر شبیه به آنچه در EEG و MEG می‌بینیم. باز هم به دلیل پاسخ همودینامیک، بایستی این رخداد به بازه‌های زمانی طولانی‌تر از آنچه در EEG نیاز داریم باشد، اما چون این نوع اعمال تحریک یک مزیت عمده‌ای دارد و آن این سات که می‌توان زمانبندی نسبی برای جداسازی فعالیت در بخش‌های مختلف مغز را داشت. یکی از مضرات نمونه تک رخداد این است که برای بدست آوردن کنتراست به نویز کافی در مقایسه با همتای دیگر آن که بر اساس epoch هاست، به زمان بیشتری نیاز دارد.
انتخاب تحریک بسیار حیاتی است، به عنوان مثال، فعال‌سازی قشر بینایی سر راست است، اما برای تعیین نواحی که مسئول تشخیص و تمییز رنگ‌ها هستند این کار بسیار سخت است. به‌طور ایده‌آل طراحی eochهای on و off در حالیکه تنها یک تفاوت درست و مشخص بین آن‌ها وجود داردکه فقط ان قسمت‌های مغز را که مسئول تکلیف مشخص شده هستند فعال می‌کند. این کار همیشه قابل انجام شدن نیست و معمولاً یک دسته از آزمایش‌ها بایستی انجام شود. به عنوان مثال برای پیدا کردن نواحی که در تکلیف A دخیل هستند، یک آزمایش که تکالیف A و B را دارد انجام می‌شود و یک آزمایش که فقط شامل B است. نواحی که در تکلیف A درگیر هستند حتمالا آن‌هایی هستند که در آزمایش اول فعال شده و در آمایش دوم فعال نشده‌اند. اینتئوری با فرض خطی بودن سیستم است، که فرض رستی نیست، یا حداقل موارد به حساب نیامده‌ای برای تفاوت بین دو نمونه وجود دارد، که می‌تواند نتیجه را تحت تأثیر قرار دهد.
مشکل عمدهٔ دیگری که در حین کار با رخدادهای شناختی نظیر حافظه پیش می‌آید، این است که باید تحریک بینایی همراه باشد، یا اینکه پاسخ فرد نیاز است که غالباً با فعالیت‌های حرکتی همراه می‌شود. این مشکل نیز از طریق قرار دادن دوره‌های off یا انجام آزمایش دیگری که شامل همان تحریکات این بار منهای فعالیت شناختی خاص در آزمایش قبل است، جبران کرد. به‌طور جایگزین تحریک می‌تواند به گونهٔ متفاوتی ارائه شود، به عنوان مثال به صورت شنیداریریال و پاسخ نیز به صورت زبانی ارائه می‌شود و بدین صورت می‌توان فرض کرد که ان نواحی مشترک بین هر دو نوع تحریک ارائه شده مسئول تکلیف شناختی مدنظر هستند.
تحریکات کمی وجود دارند که در آزمایشات fMRI به سختی اجرا می‌شوند. یک مورد واضح ان تحریک شنوایی است. اسکنرهای تصویربرداری سریع معمولاً نویز زیادی در حین فعالیت ایجاد می‌کنند. خصوصاً اگر از دنباله EPI استفاده شود. گرچه نشانه‌های صوتی شنیده می‌شوند، اما به وضوح و رسایی نشانه‌های بینایی قابل تشخیص نیستند و از طرفی هم تشخیص فعالیت در قشر ابتدایی شنوایی بسیار سخت است زیرا هم در حین بازهٔ on و هم off اصوات زیادی وجود دارد. پاسخ دادن فرد به صورت شفاهی نیز مکل زاست، زیرا این عمل غالباً با حرکت سر همراه است، که می‌تواند هم‌زمان شود با تحریک. تمام حرکت‌های پاسخ باید کوچک و آهسته باشد تا حرکت سر در حین اسکن کاهش پیدا کند.
در آزمایش نیاز داریم که فرد مورد آزمایش به خوبی از دستورالعمل چیروی کند، و تمام مدت اسکن به سورت خوابیده باقی‌مانده و تمرکز داشته باشد. بسیاری از تحریکات فعالیت بهتری نشان می‌دهند اگر پاسخ ساخته شود. می‌توان موارد بسیار دیگری راجع به یک طراحی مناسب نمونه بیان کرد، در حالیکه موارد متعدد دیگری نیز باید فهمیده شوند، در هرصورت برای هر آزمایش جدید نیاز است که بررسی‌هایی به دقت صورت گیرد.