AMN · SW–DG–DG · dualWM · withWM

五套 GLM 模型
从 Flanker 试次到按键反应的建模地图

以 maintenance 方波 + trial(flanker → response 持续期 double-gamma)+ response(0.1 s double-gamma)为共同骨架,在 congruency、目标方向、反应方向三个维度上交叉构建 A/B/C/C1/C2 五套一阶 GLM。本页逐模型审计 EV 设计、卷积方式、contrast 权重与 COPE 空间结果。

实验流程

单次 Flanker trial 分为 1.5 s 刺激呈现(flankers 1.125 s + flankers+target 0.375 s)与 var. ITI(2.25–8.25 s);被试通过 button box 左 / 右手按键;共计 60 trials / run,约 6.5 min(458 TRs,TR = 2 s)。

Flanker task 实验流程图

共同的时序和卷积规则

所有模型共用 maintenance_globle 方波(源自 scripts/timing/AMN_Dosenbach_mixed_timing/ 的 sustain_global_runXX.txt);其余 EV 由 03_1_generate_timing.py 从原始行为 CSV 和 AMN_response_timing/ 目录构建。trial EV 的 onset 固定为 flanker onset,duration 为该 trial 到实际 response onset 之间的真实反应时(因人而异,均值约 1.6 s)。

maintenance

maintenance_globle:一次 run 中 1 个方波,onset ≈ 14 s,duration ≈ 378 s。FSF convolve = 0,不作 HRF 卷积。

trial EV

从 flanker onset 延续至该 trial 实际 response onset,duration 随反应时变化(均值 ~1.6 s)。FSF convolve = 3(boxcar ⊗ canonical double-gamma HRF)。

response EV

以实际 response onset 为起点,固定 duration 0.1 s。FSF convolve = 3(impulse ⊗ canonical double-gamma HRF)。

概念时序图

maintenance 方波 trial flanker onset RT≈1.6s trial duration 因人而异 response 0.1 s event var. ITI 2.25–8.25 s
maintenance 方波(run 全程) trial:flanker onset → response onset response:0.1 s 虚线:response onset(trial EV 终止 + response EV 起点)
读图边界:trial 与 response 是两种不同的时间锚点,不能把二者的 β 解释成完全独立、无重叠的心理过程。A/B/C 同时放入 trial 和 response EV 时,二者在时间上相邻且共享 response onset 边界,可能呈现较高 EV 相关;C1 / C2 将两类事件分开建模,用来减少同一模型内的直接竞争,但 BOLD 中真实重叠的神经过程无法被完全分离。

卷积方式速查

FSF convolve含义本模型使用场景
convolve = 0保留 timing 文件的 onset + duration,不再施加 HRF;设计矩阵中就是一个方波maintenance_globle(所有模型)
convolve = 3timing 文件的每一行被视为一段"持续期间事件 train",乘以 canonical double-gamma HRF所有 trial EV 和 response EV(A/B/C/C1/C2)
convolve = 6FIR 基函数(本页为 7 bins × 2 s = 14 s),不假设固定 HRF,逐 bin 估计事件后响应形状ref_Dosenbach 的 Start_Global / Error_Global / Trial

五个模型,一张选择表

A、B、C 同时估计 trial 与 response;C1、C2 则将两类事件分开建模,用来减少同一模型内的 trial–response 竞争。所有模型均包含 maintenance_globle(convolve = 0)。

模型任务 EV主要问题一阶 contrast 数
A
congruency
trial_contrial_inconresponse_conresponse_inconcongruent vs incongruent 在 trial 与 response 两个窗口中的差异9
B
direction
trial_lefttrial_rightresponse_leftresponse_right目标箭头方向与实际按键方向的侧化差异(含义不能互换)9
C
all 9 EVs
4 trial cells4 response cells同时保留 congruency × left/right 的完整条件组合13
C1
trial only
trial_con_lefttrial_con_righttrial_incon_lefttrial_incon_righttrial 时间窗内的 congruency 与目标方向7
C2
response only
response_con_leftresponse_con_rightresponse_incon_leftresponse_incon_rightresponse-locked 的 congruency 与实际按键方向7

ref · Dosenbach 混合 block/event 模型(Model 1)

基准模型重建自 Dosenbach et al. (2006) 的 mixed blocked/event-related design:start cue、error、trial 三类瞬时事件用 7-bin FIR(convolve = 6,basisfnum = 7,basisfwidth = 14 s),sustain 用方波(convolve = 0)。 与 SW–DG–DG 系列的关键差异:本模型不使用 canonical double-gamma HRF,改用 FIR 基函数,因此可以逐时间点(2 s 一格)估计事件后 14 s 内的形状,而不假设 BOLD 形状。

来源: analysis/AMN/AMN_Dosenbach_mixed/03_2a_stats_AMN-Dosenbach_mixed_model1(fsf).md(FEAT 模板)· 可执行 .fsf:AMN_Dosenbach_mixed/AMM_startcue_f_test_update/03_2_stats_AMN-Dosenbach_mixed_model1_startF.fsf。
注:起始 cue 的 F 检验变体把主 contrast 从 4 个扩展为 11 个(额外 start_bin1 … start_bin7 的 7 个单 bin F 对比),主 4 个 contrast 不变。
EV1 · Start_Global

convolve = 6 · FIR 7 bins / 14 s。run 开头的任务集启动 cue,逐 bin 估计 0–14 s 的瞬态响应。

EV2 · Sustain_Global

convolve = 0 · 方波。任务集维持期间(start + 7 TR 起至 epoch 结束)的持续活动。

EV3 · Error_Global

convolve = 6 · FIR 7 bins / 14 s。错误试次瞬态;试次数远少于正确试次,单被试估计不稳。

EV4 · Trial

convolve = 6 · FIR 7 bins / 14 s。全部试次的 trial-locked 瞬态,跨 14 s 展开为 7 个回归量。

FIR 基函数示意(7 bins × 2 s = 14 s)

每个 bin 是一个 2 s 宽的独立回归量;contrast 在 real EV 上取 7 个 bin 的等权平均(0.142857 × 7 = 1),等价于整段 0–14 s 的平均响应。sustain 只有一个回归量(real EV 第 8 个)。
Start / Error / Trial:convolve = 6(FIR) 0 4 s 8 s 12 s 14 s bin1 bin2 bin3 bin4 bin5 bin6 bin7 β
7 个独立的 2 s FIR regressor(柱高仅示意第 1 个 bin 最高,实际由数据估计)

Contrast 权重(real EV 顺序:1–7 Start,8 Sustain,9–15 Error,16–22 Trial)

#Contrast非零权重含义
C1startreal 1–7 = 0.142857Start cue 的 7 个 FIR bin 等权平均(0–14 s 整段平均响应)
C2sustainreal 8 = 1Sustain 方波回归量本身
C3errorreal 9–15 = 0.142857Error 事件 7 个 FIR bin 等权平均
C4trialreal 16–22 = 0.142857Trial 事件 7 个 FIR bin 等权平均
C1 · start
Start_Global(FIR 平均)
C2 · sustain
Sustain_Global(方波)
C3 · error
Error_Global(FIR 平均)
C4 · trial
Trial(FIR 平均)
与 SW–DG–DG 的可比性:ref 模型用 FIR 直接估计事件后 14 s 的形状,而 A/B/C/C1/C2 用 canonical double-gamma HRF 卷积。两者的 cope 数值不能当作同一尺度下的"同一种 β"直接比较——ref 的 β 是每 2 s 一个 bin 的幅度;SW–DG–DG 的 β 是假定 HRF 形状后的回归量幅度。可比的只有空间分布与显著性走向。

EV 相关性 / VIF

以下为各模型设计矩阵的 EV 间 Pearson 相关热图与 VIF(方差膨胀因子)统计。高 VIF 提示共线性严重、β 估计不稳定。C 模型因为所有 trial/response cells 同时在同一 GLM 中,EV 间相关性显著高于 C1 / C2 分离建模的版本。

A · congruency

B · direction

C · all 9 EVs(交叉)

trial only / response only(C1 / C2 共用)

ref · Dosenbach