การทำแผนที่พารามิเตอร์เชิงสถิติ ( SPM ) เป็น เทคนิค ทางสถิติสำหรับการตรวจสอบความแตกต่างของกิจกรรมในสมอง ที่บันทึกไว้ระหว่างการทดลอง สร้างภาพทางประสาทวิทยาเชิงฟังก์ชันเทคนิคนี้คิดค้นโดยKarl Fristonหรืออาจหมายถึงซอฟต์แวร์ที่สร้างโดย Wellcome Department of Imaging Neuroscience ที่University College Londonเพื่อใช้ในการวิเคราะห์ดังกล่าวก็ได้

การถ่ายภาพการทำงานของสมอง (Functional neuroimaging) เป็นการสแกนสมองประเภทหนึ่ง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการวัดกิจกรรมของสมอง เทคนิคการวัดขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการถ่ายภาพ (เช่นfMRIและPET ) เครื่องสแกนจะสร้าง "แผนที่" ของบริเวณที่แสดงเป็นว็อกเซลแต่ละว็อกเซลแสดงถึงกิจกรรมของปริมาตรเฉพาะในพื้นที่สามมิติ ขนาดที่แน่นอนของว็อกเซลจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเทคโนโลยี โดยทั่วไปว็อกเซลของ fMRI จะแสดงถึงปริมาตร 27 มม. ^³ในทรงสี่เหลี่ยมด้านเท่า

นักวิจัยตรวจสอบกิจกรรมของสมองที่เชื่อมโยงกับกระบวนการทางจิตเฉพาะอย่างใดอย่างหนึ่ง วิธีการหนึ่งคือการถามว่า 'ส่วนใดของสมองที่มีกิจกรรมมากกว่าอย่างมีนัยสำคัญเมื่อทำภารกิจ A เมื่อเทียบกับภารกิจ B?' แม้ว่าภารกิจอาจได้รับการออกแบบให้เหมือนกันทุกประการ ยกเว้นพฤติกรรมที่กำลังตรวจสอบ สมองก็ยังคงมีแนวโน้มที่จะแสดงการเปลี่ยนแปลงของกิจกรรมระหว่างภารกิจเนื่องจากปัจจัยอื่นนอกเหนือจากความแตกต่างของภารกิจ (เนื่องจากสมองประสานงานการทำงานคู่ขนานหลายอย่างที่ไม่เกี่ยวข้องกับภารกิจ) นอกจากนี้ สัญญาณอาจมีสัญญาณรบกวนจากกระบวนการถ่ายภาพเองด้วย

เพื่อกรองผลกระทบแบบสุ่มเหล่านี้ออกไป และเพื่อเน้นย้ำพื้นที่กิจกรรมที่เชื่อมโยงโดยเฉพาะกับกระบวนการที่กำลังตรวจสอบ สถิติจะมองหาความแตกต่างที่มีนัยสำคัญที่สุด ซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการหลายขั้นตอนในการเตรียมข้อมูล และการวิเคราะห์โดยใช้แบบ จำลองเชิงเส้นทั่วไป

ภาพที่ได้จากเครื่องสแกนอาจผ่านการประมวลผลเบื้องต้นเพื่อกำจัดสัญญาณรบกวนหรือแก้ไขข้อผิดพลาดในการสุ่มตัวอย่าง

โดยปกติแล้วการศึกษาจะทำการสแกนผู้ถูกทดสอบหลายครั้ง เพื่อชดเชยการเคลื่อนไหวของศีรษะระหว่างการสแกน ภาพจะถูกปรับเพื่อให้ว็อกเซลในแต่ละภาพสอดคล้อง (โดยประมาณ) กับตำแหน่งเดียวกันในสมอง กระบวนการนี้เรียกว่าการปรับแนวภาพหรือการแก้ไขการเคลื่อนไหวดูที่ การปรับแนวภาพ

การศึกษาทางด้านประสาทวิทยาเชิงฟังก์ชันมักเกี่ยวข้องกับผู้เข้าร่วมหลายคน ซึ่งแต่ละคนมีรูปร่างสมองที่แตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้วทุกคนจะมีโครงสร้างทางกายวิภาคโดยรวมที่เหมือนกัน ยกเว้นความแตกต่างเล็กน้อยในขนาดสมองโดยรวม ความแปรผันเฉพาะบุคคลในลักษณะของร่องและสันของเปลือกสมองและความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาในโครงสร้างส่วนลึก เช่นคอร์ปัสแคลโลซัมเพื่อช่วยในการเปรียบเทียบ ภาพสามมิติของสมองแต่ละส่วนจะถูกแปลงเพื่อให้โครงสร้างส่วนผิวเรียงตัวกัน โดยใช้การปรับให้เป็นมาตรฐานเชิงพื้นที่การปรับให้เป็นมาตรฐานดังกล่าวโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการเลื่อน การหมุน การปรับขนาด และการบิดเบี้ยวแบบไม่เชิงเส้นของพื้นผิวสมองเพื่อให้ตรงกับแม่แบบมาตรฐาน แผนที่สมองมาตรฐาน เช่นTalairach-Tournouxหรือแม่แบบจากสถาบันประสาทวิทยาแห่งมอนทรีออล (MNI) ช่วยให้นักวิจัยจากทั่วโลกสามารถเปรียบเทียบผลลัพธ์ของตนได้

สามารถปรับภาพให้เรียบเนียนขึ้นเพื่อลดสัญญาณรบกวนในข้อมูล (คล้ายกับเอฟเฟ็กต์ 'เบลอ' ที่ใช้ในซอฟต์แวร์แก้ไขภาพบางโปรแกรม) โดยการเฉลี่ยค่าของว็อกเซลกับว็อกเซลข้างเคียง ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ตัวกรองแบบเกาส์เซียนหรือการแปลง เวฟเล็ต

แบบ จำลองทางสถิติแบบพาราเมตริกถูกนำมาใช้ในแต่ละโวลเซล โดยใช้แบบจำลองเชิงเส้นทั่วไปเพื่ออธิบายความแปรปรวนของข้อมูลในแง่ของผลกระทบจากการทดลองและปัจจัยรบกวน พร้อมด้วยความแปรปรวนที่เหลืออยู่ สมมติฐานที่แสดงในรูปของพารามิเตอร์ของแบบจำลองจะได้รับการประเมินในแต่ละโวลเซลด้วยสถิติแบบตัวแปรเดียว

การวิเคราะห์อาจตรวจสอบความแตกต่างเมื่อเวลา ผ่านไป (เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรของงานและกิจกรรมของสมองในบริเวณใดบริเวณหนึ่ง) โดยใช้ แบบจำลอง การแปลง เชิงเส้น เพื่ออธิบายว่าสัญญาณที่วัดได้เกิดจากการเปลี่ยนแปลงพื้นฐานของกิจกรรมทางประสาทอย่างไร

เนื่องจากมีการทดสอบทางสถิติหลายครั้ง จึงจำเป็นต้องมีการปรับแก้เพื่อควบคุมความผิดพลาดประเภทที่ 1 (ผลบวกเท็จ) ที่อาจเกิดขึ้นจากการเปรียบเทียบระดับกิจกรรมในหลายๆ โวลเซล ความผิดพลาดประเภทที่ 1 จะส่งผลให้ประเมินกิจกรรมของสมองพื้นหลังที่เกี่ยวข้องกับงานผิดพลาด การปรับแก้จะทำขึ้นโดยพิจารณาจากจำนวนรีเซลในภาพและทฤษฎีของฟิลด์สุ่ม ต่อเนื่อง เพื่อกำหนดเกณฑ์ใหม่สำหรับนัยสำคัญทางสถิติที่ปรับแก้ปัญหาการเปรียบเทียบหลายครั้ง

ความแตกต่างของกิจกรรมทางสมองที่วัดได้สามารถแสดงได้หลายวิธี

สามารถนำเสนอข้อมูลในรูปแบบตาราง โดยแสดงพิกัดที่แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญที่สุดในกิจกรรมระหว่างงานต่างๆ หรืออีกทางเลือกหนึ่ง สามารถแสดงความแตกต่างในกิจกรรมของสมองเป็นจุดสีบน "ภาพตัดขวาง" ของสมอง โดยสีต่างๆ แทนตำแหน่งของว็อกเซลที่มีความแตกต่างทางสถิติอย่างมีนัยสำคัญระหว่างเงื่อนไขต่างๆ การไล่ระดับสีจะถูกแมปกับค่าทางสถิติ เช่น ค่า t หรือค่า z ซึ่งจะสร้างแผนที่ที่เข้าใจง่ายและดึงดูดสายตาเกี่ยวกับความแข็งแกร่งทางสถิติสัมพัทธ์ของพื้นที่ที่กำหนด

ความแตกต่างของกิจกรรมสามารถแสดงได้ด้วย "สมองแก้ว" ซึ่งเป็นการแสดงภาพโครงร่างสามด้านของสมองราวกับว่ามันโปร่งใส เฉพาะบริเวณที่มีการทำงานเท่านั้นที่จะมองเห็นได้เป็นบริเวณที่มีการแรเงา วิธีนี้มีประโยชน์ในการสรุปพื้นที่ทั้งหมดของการเปลี่ยนแปลงที่มีนัยสำคัญในการเปรียบเทียบทางสถิติที่กำหนด

SPM เป็นซอฟต์แวร์ที่เขียนโดย Wellcome Department of Imaging Neuroscience ที่University College Londonเพื่อช่วยในการวิเคราะห์ข้อมูลการถ่ายภาพประสาทเชิงฟังก์ชัน เขียนโดยใช้MATLABและเผยแพร่เป็นซอฟต์แวร์ฟรี^{[ 1 ]}

• ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงปัญญา
• การบูรณาการการทำงาน (ประสาทชีววิทยา)
• การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงฟังก์ชัน
• การถ่ายภาพประสาทเชิงฟังก์ชัน
• แบบจำลองเชิงเส้นทั่วไป
• การสร้างแบบจำลองเชิงสาเหตุแบบไดนามิก
• การถ่ายภาพระบบประสาท
• เอเอฟนี
• ฟรีเซิร์ฟเฟอร์
• ชุดเครื่องมือกายวิภาคศาสตร์เชิงคำนวณ
• เอฟเอสแอล

• วิกิบุ๊ก SPM วิกิบุ๊ก
• คู่มือ fMRI โดย คริส รอร์เดน
• บทนำสู่ fMRI: การออกแบบการทดลองและการวิเคราะห์ข้อมูล
• Cambridge Imagers - ข้อมูลและบทช่วยสอนเกี่ยวกับการถ่ายภาพระบบประสาท
• ปุ่มต่างๆ ในงานนำเสนอ PowerPoint SPM5จากหลักสูตร SPM for dummies
• ISAS (การวิเคราะห์ SPECT ในช่วงชักและช่วงไม่ชักโดยใช้ SPM) - มหาวิทยาลัยเยล
• AutoSPM: ระบบ SPM อัตโนมัติสำหรับการวางแผนการผ่าตัด