先进的脑成像分析方法,包括多元模式分析 (MVPA)、功能连接和功能对齐,在过去十年中已成为认知神经科学的有力工具。这些工具以自定义代码和单独的程序包实现,通常需要不同的软件和语言能力。虽然专家研究人员可以使用,但新手用户面临着陡峭的学习曲线。这些困难源于使用新的编程语言(例如 Python)、学习如何将机器学习方法应用于高维 fMRI 数据以及极少的文档和培训材料。此外,大多数标准 fMRI 分析包(例如 AFNI、FSL、SPM)侧重于预处理和单变量分析,在如何与高级工具集成方面存在空白。为了满足这些需求,我们开发了 BrainIAK (brainiak.org),这是一个开源 Python 软件包,它将几种尖端的、计算效率高的技术与其他 Python 包(例如 Nilearn、Scikit-learn)无缝集成,用于文件处理、可视化和机器学习。为了传播这些强大的工具,我们开发了用户友好的教程(Jupyter 格式;https://brainiak.org/tutorials/),以便更广泛地学习 BrainIAK 和 Python 中的高级 fMRI 分析。这些材料涵盖的技术包括:MVPA(模式分类和表征相似性分析);并行探照灯分析;背景连接;全相关矩阵分析;受试者间相关性;受试者间功能连接;共享响应建模;使用隐马尔可夫模型进行事件分割;以及实时 fMRI。对于长时间运行的作业或大内存需求,我们提供有关高性能计算集群的详细指导。这些笔记本已在多个站点成功测试,包括作为耶鲁大学和普林斯顿大学课程的问题集以及各种研讨会和黑客马拉松。这些材料是免费共享的,希望它们成为开源软件和教育材料池的一部分,用于大规模、可重复的 fMRI 分析和加速发现。
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