パターンは何ですか？グループレベルでの信号多変量解析のタイプを調べる多変量解析

マルチボクセルパターン分析（MVPA）は、過去数年にわたってニューロイメージングコミュニティで非常に人気を博しています。グループレベルでは、ほとんどのMVPA研究では、個々の被験者の効果の兆候が破棄され、非方向の要約統計が第2レベルに引き継がれる「情報ベース」アプローチを採用しています。これは、単変量グループレベル分析で典型的な方向性のある「アクティベーションベース」アプローチとは対照的であり、信号の大きさと記号の両方が考慮されます。したがって、一度に1つのボクセルでの効果を調べることからの遷移と、いくつかのボクセル（単変量と多変量）は、グループレベルでの方向性から非方向信号定義への移行を暗黙のうちに伴いました。方向性グループレベルのMVPAアプローチは、個人が同様の多変量空間的パターンを持っていることを意味しますが、非方向アプローチでは、各個人は明確な空間パターンを持つ可能性があります。実験データセットを使用して、方向性および非方向性グループレベルのMVPAアプローチが、部分的なオーバーラップのみで異なる脳領域を明らかにすることを示します。被験者に対する活性化パターンの空間的類似性の程度を定量化する方法を提案します。聴覚タスクに適用されると、コントロール領域と比較して聴覚領域でより高い値が見つかります。

Multivoxel pattern analysis (MVPA) has gained enormous popularity in the neuroimaging community over the past few years. At the group level, most MVPA studies adopt an "information based" approach in which the sign of the effect of individual subjects is discarded and a non-directional summary statistic is carried over to the second level. This is in contrast to a directional "activation based" approach typical in univariate group level analysis, in which both signal magnitude and sign are taken into account. The transition from examining effects in one voxel at a time vs. several voxels (univariate vs. multivariate) has thus tacitly entailed a transition from directional to non-directional signal definition at the group level. While a directional group-level MVPA approach implies that individuals have similar multivariate spatial patterns of activity, in a non-directional approach each individual may have a distinct spatial pattern. Using an experimental dataset, we show that directional and non-directional group-level MVPA approaches uncover distinct brain regions with only partial overlap. We propose a method to quantify the degree of spatial similarity in activation patterns over subjects. Applied to an auditory task, we find higher values in auditory regions compared to control regions.