Diseño experimental óptimo para fMRI relacionado con eventos

Un desafío importante en el diseño y análisis de experimentos de imagen por resonancia magnética funcional (fMRI) relacionados con eventos o de ensayo único es optimizar la eficiencia estadística, es decir, la precisión con la que se puede estimar la respuesta hemodinámica relacionada con eventos a diferentes estímulos para una cantidad determinada de tiempo de imagen. Varios estudios han sugerido que utilizar un intervalo inter-estímulo fijo (ISI) de al menos 15 segundos resulta en una eficiencia estadística o potencia óptima y que utilizar ISIs más cortos resulta en una pérdida severa de potencia. En contraste, estudios recientes han demostrado la viabilidad de utilizar ISIs tan cortos como 500 ms mientras se mantiene una eficiencia o potencia considerable. Aquí, intentamos resolver esta aparente contradicción mediante un análisis cuantitativo de la eficiencia relativa ofrecida por diferentes diseños experimentales relacionados con eventos. Este análisis muestra que la eficiencia estadística disminuye drásticamente a medida que el ISI se vuelve suficientemente corto, si el ISI se mantiene fijo para todos los ensayos. Sin embargo, si el ISI se jitrea o aleatoriza adecuadamente de ensayo a ensayo, la eficiencia mejora monotonamente con la disminución del ISI medio. Es importante señalar que la eficiencia ofrecida por tales diseños de ISI variable puede ser más de 10 veces mayor que la que se puede lograr con diseños de ISI fijo. Estos resultados demuestran además la viabilidad de utilizar diseños experimentales idénticos con fMRI y electro-/magnetoencefalografía (EEG/MEG) sin sacrificar el poder estadístico o la eficiencia de ninguna de las técnicas, lo que facilita la comparación e integración entre modalidades de imagen.