CIN 计算智能和神经科学 1687 - 5273 1687 - 5265 Hindawi出版公司 879716年 10.1155 / 2011/879716 879716年 研究文章 头脑风暴:梅格/脑电图分析的用户友好的应用程序 Tadel 弗朗索瓦 1 Baillet Sylvain 2 莫舍 约翰·C。 3 Pantazis 迪米特里奥 4 莱希 理查德M。 1 Oostenveld 罗伯特。 1 信号与图像处理研究所 南加州大学 洛杉矶CA 90089 美国 usc.edu 2 梅格程序 部门的神经学和生物物理学 Froedtert &威斯康星医学院 密尔沃基,WI 53226 美国 froedtert.com 3 癫痫中心 克利夫兰诊所神经学研究所 克利夫兰,哦44195 美国 clevelandclinic.org 4 梅格实验室 麦戈文脑研究所 麻省理工学院的 马萨诸塞州,剑桥02139 美国 mit.edu 2011年 23 02 2011年 2011年 04 10 2010年 28 01 2011年 2011年 版权©2011弗朗索瓦•Tadel et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

头脑风暴是一个协作的开源应用,致力于脑磁图(MEG)和脑电图(EEG)数据可视化处理,重点是皮质来源评估技术及其集成解剖磁共振成像(MRI)的数据。软件的主要目标是连接梅格/脑电图神经科学研究人员最完善和先进的方法通过一个简单的和直观的图形用户界面(GUI)。

 1。介绍

尽管梅格和脑电图仪器越来越普遍在神经科学研究中心和医院,研究软件可用性和标准化仍然有限相比其他功能性大脑成像模式。梅格/脑电图源成像带来的一系列特定的技术挑战,直到最近,阻碍学术软件发展和接受用户(如数据的多维特性,建模方法的许多组织和几何,和源的模糊建模)。理想情况下,梅格/脑电图多通道成像:梅格和脑电图记录需要注册一个源空间可能从结构磁共振成像数据,增加了分析的复杂性。此外,没有被广泛接受的标准梅格/脑电图数据格式,有限的分布和共享数据和创建了一个学术软件开发者的主要技术障碍。

梅格/脑电图数据分析和源成像特性多种可能的方法,利用广泛的信号处理技术。向前头建模为例,神经电流源元素映射到头皮电位和外部磁场,依赖于形状和头部组织电导率和可以使用的方法,从简单的球形头部模型( 1)重叠的领域( 2)和边界或有限元方法( 3]。逆源建模,解决了梅格的皮质来源/脑电图记录,已经接近通过多种方法,从偶极装置( 4)使用贝叶斯推理分布式源成像( 5- - - - - - 7]。该模型和方法的多样性反映电生理学成像需要限制模型的病态性质或正则化过程,以确保一个稳定的逆解。

用户的需求进行分析和可视化的梅格和脑电图数据变化很大程度上取决于他们的应用程序。在临床环境中,原始记录通常用来识别和描述异常的大脑活动,如癫痫患者发作事件( 8]。另外,订购数据试验和平均的诱发反应( 9)是典型的揭示与事件相关的皮质活动的方法。时频分解( 10)提供洞察诱导反应和延长梅格/脑电图的分析时间序列在传感器和源水平空间,时间和光谱维度。许多这些技术产生的计算和存储相关的挑战。最近,越来越多的方法提出了解决检测功能和有效的大脑区域之间的连接:相干( 11),锁相值( 12),格兰杰因果关系( 13, 14)及其多元扩展( 15),和典型相关 16)等等。最后,低空间分辨率和nonisotropic协方差结构的测量需要足够的他们的统计分析方法 17]。

尽管如此艰巨的多样性和复杂性在用户需求和方法论的方法,一个集成的软件解决方案将有利于成像社区,提供先进的自动化、标准化和再现性的一些最常见的分析途径。头脑风暴项目开始合作超过十年前在洛杉矶南加州大学,巴黎弗尔医院,在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室。支持的项目已经在美国国立卫生研究院(NIH)和国家de la研究中心(CNRS)在法国。其目标是使广泛的电磁源成像和可视化技术非技术用户访问,强调互动的用户和他们的数据在多个阶段的分析。软件的第一个版本在2000年被释放,( 18)和一个完整的图形用户界面(GUI)在2004年被添加到头脑风暴2 ( 19]。随着用户数量的增长,接口是完全重新设计和改进,如本文所述。在应对来自用户的高需求,许多其他工具集成在头脑风暴覆盖整个处理和可视化管道梅格/脑电图记录,导入的数据文件,从一个大的选择格式,统计分析的源图像地图。头脑风暴3是在2009年6月15日人类大脑映射发布会上,特色在旧金山。软件正在改善,定期更新。已经有大约950个新注册用户自2009年6月以来,为4000年初以来,该项目。

头脑风暴是免费和开源的。最近的一些出版物使用头脑风暴作为主要分析软件工具中列出( 20.- - - - - - 26]。本文描述了头脑风暴项目和软件的主要特征,其连接到其他项目,未来计划在未来两年的发展。本文描述了软件;这里没有介绍方法论的背景材料,但可以发现在多个评论文章和书籍,例如,( 1, 27, 28]。

 2。软件概述

头脑风暴是开源软件几乎完全用Matlab编写脚本和分布式根据通用公共许可证(GPL)。其接口是用Java编写/ Swing嵌入在Matlab脚本,使用Matlab的工作能力作为Java控制台。使用Matlab和Java做头脑风暴完全便携,跨平台的应用程序。

脚本语言的研究环境的优点是简单维护,修改、交换和重用功能和库。尽管Python可能是一个更好的选择对于一个新项目,因为它非商业开源许可,头脑风暴是由大量的预先存在的Matlab代码作为其为数据分析方法论的基础。Matlab开发环境也是一个高性能的原型设计工具。一个重要的功能的用户并不拥有一个头脑风暴的Matlab许可证是一个独立的版本,与Matlab编译器生成的,也可以下载的Windows和Linux操作系统。

所有的软件功能都可以通过GUI,没有任何直接与Matlab交互环境;因此,可以使用头脑风暴没有Matlab或编程经验。对于更高级的用户,也可以运行所有流程和显示从Matlab脚本,以及所有可以很容易地访问数据结构被头脑风暴,从Matlab命令窗口。

源代码访问一个SVN服务器上为开发人员,和所有相关的头脑风暴每日文件压缩成zip文件公开的网站,为最终用户提供下载和更新。头脑风暴还包括一个自动更新系统,检查在每个创业公司如果软件应该更新,是否下载新版本是必要的。

用户文档主要是组织与许多屏幕截图,详细的在线教程说明一步一步指导用户通过软件所有功能。整个网站是基于MoinMoin wiki系统[ 29日];因此,社区用户能够编辑在线文档。用户报告错误或问问题可以通过一个链入页面论坛( 30.),也可以从主网站。

 3所示。集成接口

头脑风暴是由其接口:它不是一个图书馆的功能上添加了一个GUI来简化访问,而是一个通用的环境围绕一个独特的接口中,特定功能(图实现 1)。从用户的角度来看,其组织上下文而不是线性:多个特性的软件是不列入长菜单;他们只在需要时访问,通常建议在上下文弹出菜单或特定界面窗口。这个结构提供更快和更容易访问请求的功能。

头脑风暴的一般概述界面。相当大的努力是使设计直观和易于使用。接口包括:(一)一个文件数据库,提供直接访问所有数据(录音、表面等),(b)的上下文菜单中可用的接口与右按钮点击,(c)一个批处理工具,发布流程(过滤、平均统计检验等)对所有文件拖放从数据库;(右)的多个显示从数据库信息,组织为个人数据和自动定位在屏幕上,和(d)属性的当前活动展示。

数据文件保存在Matlab。垫结构化的数据库格式和组织三个层次的分类:协议、主题和实验条件。用户数据总是从数据库浏览器直接访问,不管实际文件组织在硬盘上。这样可以确保即时访问所有协议信息,并允许同时显示和比较的录音或运行来自多个来源,条件,或主题。

 4所示。支持文件格式

头脑风暴需要三个类别的输入进行梅格/脑电图来源分析:主题的解剖,梅格/脑电图记录,和3 d位置的传感器。解剖学的输入通常是t1加权磁共振成像的头,加上至少两个完全嵌合代表大脑皮层和头皮表面。支持MRI格式包括分析、NIfTI周大福,Neuromag, BrainVISA, MGH。头脑风暴不从MRI中提取皮质和头部的表面,但从外部程序进口表面。三个受欢迎的和免费的表面格式支持:BrainSuite [ 31日],BrainVISA [ 32],FreeSurfer [ 33]。

本地文件格式从三个主要支持梅格制造商:d-neuroimaging Elekta-Neuromag,周大福,发言/ 4。拉弗尔斯监狱医院开发的通用文件格式还支持在巴黎(丽娜)。支持脑电图格式包括:Neuroscan(问,脑电图,avg) EGI(生),BrainVision BrainAmp, EEGLab, Cartool。用户还可以使用普通的ASCII文本文件导入数据。

传感器的位置总是包含在梅格文件;然而,这并非如此对于大多数脑电图文件格式。电极位置分别需要进口。支持电极定义文件包括:白沙、Polhemus Isotrak,咖喱,EETrak, EGI, EMSE, Neuroscan, EEGLab Cartool,普通的ASCII文本文件。

其他格式不支持通过头脑风暴将在不久后面世。我们的策略将会合并头脑风暴的输入和输出函数和外部文件格式 fileio模块从实地考察工具箱( 34]。这个独立的图书馆,还用Matlab编写代码,包含日常读写的文件格式用于梅格/脑电图社区和已经由多个开源软件的开发者支持包(EEGLab、SPM和实地考察)。

 5。数据预处理

头脑风暴的特点在于其预处理管道梅格/脑电图数据:视觉或坏的自动检测试验和坏的通道,事件标记和定义,基线校正、频率过滤、数据重采样,平均,估计噪声统计数据。其他预处理操作可以很容易与其他程序执行(EEGLab [ 35),实地考察,或外资企业 36])和结果然后导入到头脑风暴如上所述。

扩大预处理操作,最受欢迎的降噪和工件自动检测技术是我们的一个未来几年的发展重点。

 6。传感器数据的可视化

头脑风暴提供了丰富的界面显示和交互与梅格/脑电图记录(图 2),包括各种显示器的时间序列(a) - (c),在2 d或3 d表面地形测绘(d) - (e),一代的动画和一系列相同的观点,连续时间点的快照(f),渠道的选择和时间片段,和集群的操作传感器。

头脑风暴功能多个解决方案的可视化梅格/脑电图记录。

这些可以使用可视化工具上的录音片段完全复制到头脑风暴数据库和保存在Matlab。垫文件格式,或在一般大,正在进行的录音,直接从原始文件和读取仍存储在本地文件格式。检查原始记录(图的界面 3)还包括事件标记在快速和直观的方式,并同时显示相应的源模型(见下文)。

界面检查原始记录和标记事件。

 7所示。从MRI解剖表面的可视化和卷

分析可以执行单个主题解剖学(这需要进口的核磁共振成像和表面如上所述)或使用头脑风暴的默认解剖(包括在头脑风暴的分销),来源于MNI / Colin27大脑( 37]。表面可视化选项是可用的,包括透明度、平滑,将采样的棋盘格形的表面。图 4显示了一些可能的选项来可视化MRI体积和表面。

核磁共振和表面可视化。

 8。梅格/登记与MRI脑电图

分析在头脑风暴涉及集成来自多个来源的数据:梅格和/或脑电图记录,结构核磁共振扫描,皮质和头皮表面镶嵌。其几何登记在同一坐标系中对源成像的准确性至关重要。头脑风暴将所有数据坐标系统(SCS),其定义是基于三个基准标记:鼻根,左preauricular和右preauricular点:更多的细节关于SCS的定义在头脑风暴的网站。

MRI-Surfaces

将核磁共振成像数据量与表面镶嵌的组织通常很简单和自动既源自同样体积的数据。然而,头脑风暴功能几个选项手动使表面镶嵌与核磁共振成像和执行质量控制的关键步骤包括定义参考点在头皮表面(图 5(一))和视觉验证的同轴度的表面3 d核磁共振(数字 5(b), 5(c))。

注册核磁共振数据量与相应的表面网格。

 MRI与梅格/登记脑电图

基准参考点需要首先定义在MRI体积(见上图,图 4),然后对与同一参考点的坐标测量坐标系的MEG /脑电图在收购。对齐基于三分是相对不准确,可以有利地辅以自动优化程序时获得额外的头皮的位置点梅格/脑电图会话期间,使用3 d数字化仪设备。头脑风暴让用户运行这个额外的调整,基于迭代最近点算法,自动。

是很常见的脑电图进行研究的人没有收集个体解剖数据(MRI体积数据或个人电极位置)。头脑风暴有一个工具,可以让用户定义和编辑的位置脑电图电极表面的个人或通用头(图 6)。这个工具可以用来手动调整的一个标准脑电图蒙太奇中可用的软件,包括那些已经为MNI定义/ Colin27模板解剖学。

头脑风暴的工具编辑脑电图电极的蒙太奇。

 体积和表面变形模板的解剖学

当单个核磁共振数据不可用主题,MNI / Colin27模板可以扭曲适合一组头点数字化个人解剖学的主题。这创造了一个近似的个人基于头皮形态学解剖学,如图 7。(提供了技术细节 38]。这是脑电图研究特别有用,MRI扫描没有获得和头皮的位置点。

MRI体积和相应的组织表面的扭曲信封Colin27模板的大脑适应一套数字化头点右上角(白点):初始Colin27解剖学(左)和扭曲的头皮控制点的另一个主题(右)。注意表面和MRI体积是调整个人数据。

 9。提出建模

提出建模是指神经电流之间的对应关系和梅格/脑电图传感器测量。这一步取决于头部的形状和电导率和可以使用的计算方法,从简单的球形头部模型( 1)重叠的领域( 2)和边界或有限元方法( 39]。

在过去的十年里,多种方法建模原型,实现,测试和头脑风暴。今天的特色在软件提供最好的鲁棒性之间的妥协(适应性任何特定情况下)和准确性(结果)的精度。其他技术在未来将被添加。目前的模型包括单个球体和重叠梅格球体的方法( 2和脑电图Berg的三层球体模型 40]。单一领域的方法,一个交互式界面帮助用户refine-after自动心目中,球的参数(s)最适合主题的头(图 8)。

交互式选择最佳拟合球面模型参数对梅格和脑电图建模。

EEG近似更敏感头的几何容积导体,边界元方法(bem)可以提高模型精度。本方法对梅格和脑电图很快就会被添加到通过头脑风暴的贡献OpenMEEG项目( 41),由法国国家研究所计算机科学研究和控制(法国)。

 10。逆建模

逆建模解决皮质来源,催生了一组特定的梅格或脑电图记录。在头脑风暴中,主要的方法来估计源活动是改编自depth-weighted最低L2范数估计的皮层电流密度( 42),随后可以规范化使用统计噪声(dSPM [ 43])或数据协方差(sLORETA [ 44]),估计从实验记录。的一致性和为了促进标准化,这些估计的实现类似于外资企业中可用的软件( 36]。两个额外的逆模型可在头脑风暴:linearly-constrained最小方差(淋巴细胞脉络丛脑膜炎病毒)beamformer [ 45)和音乐信号分类技术( 4, 46]。我们还计划增加最小二乘多个偶极装置( 4头脑风暴在不久的将来。

支持这些逆方法的区域可以是整个头皮层表面体积或限制,有或没有限制源方向。在后一种情况下,基本偶极子源分布在皮层表面的表面网格的节点。基本偶极子的方向可以正常左无约束或限制的皮质表面。在所有情况下,使用的推荐数量的偶极子源估计约为15000(大规模毁坏原始表面网格可以执行在头脑风暴)。

头脑风暴可以管理各种类型的传感器(EEG、MEG梯度仪和梅格磁力计)可以在一个给定的数据集。当多个传感器类型加工在一起,联合源模型,实证噪声协方差矩阵被用来估计每个传感器的重量在全球重建。噪声协方差统计通常从一个空房间获得记录,它抓住了典型的仪器和环境波动的影响。

 11。源可视化和分析

头脑风暴显示提供了一套大型的工具,可视化和探索的时空特征估计地图(图源 9),皮质表面(a)和全头卷(b)。消息人士估计皮质表面可以reprojected并显示在原体积的MRI数据(c)和皮层或高或低的另一个网格分辨率。可以平滑重建当前值在空间或时间执行组分析。

多种选择的可视化估计来源。(a)的3 d渲染皮质表面,表面平滑的控制;(c)三维正交平面的MRI卷;(b)传统的正交视图MRI体积覆盖的梅格/脑电图源密度。

专用的接口允许用户定义和分析的时间课程感兴趣的特定区域,命名 童子军在头脑风暴(图 10)。头脑风暴分布包括两个预定义的默认解剖学(MNI分割Colin27 [ 37])感兴趣的区域,根据解剖地图册Tzourio-Mazoyer et al。( 47]。

头脑风暴和提取的兴趣选择皮质区域代表的时间进程的基本来源。

丰富的上下文弹出菜单中可用的所有可视化窗口显示选择预定义的视图来创建各种各样的情节。生成的视图可以保存为图片,电影,或联系表(图 9)。注意,也可以导入偶极子与fda估计软件Xfit Elekta-Neuromag(图 11)。

基本偶极子源的演化与外部Xfit软件估计。数据从一个右颞癫痫飙升。该组件中实现与伊丽莎白烈性黑啤酒合作,梅格程序,威斯康星医学院。

 12。传感器和源信号的时频分析

头脑风暴功能专用的用户界面来执行的时频分解梅格/ EEG传感器和源使用Morlet小波时间序列( 10]。shape-scaled版本的复值正弦曲线由高斯核Morlet加权小波可以有效地捕获脉冲振荡的大脑活动。出于这个原因,他们是最受欢迎的工具之一电生理数据的时频分解( 26, 48]。的时间和光谱分辨率分解用户可以调整,根据实验和数据分析的具体要求。

时频分解急剧增加的数据量,因为它是分解的空间,时间和频率维度。头脑风暴已被有效地用于存储转换后的数据或计算。

数据可以分析为瞬时测量,或分为时间和光谱波段等感兴趣的α(8 - 12 Hz) [ 26, 49),θ(5 - 7赫兹) 50- - - - - - 53),等等。尽管这减少分解的分辨率,它可能受益分析以多种方式:减少数据存储需求,提高信噪比,更好地控制多个问题比较减少并发假说被测试的数量。

图 12说明了一些可用的显示探索时频分解:《纽约时报》系列的时频图从一个传感器(a) (b),一个源代码(c)和一个或多个童子军(d)、课程时间的力量传感器频带(e), 2 d / 3 d映射(f)和皮质地图(g) - (h)的一个时间和一个频带。

各种各样的显示选项来可视化时频分解使用头脑风暴(有关详细信息,请参阅文本)。

 13。图形批处理界面

主窗口(图包括一个图形化的批处理接口 13)直接受益于数据库显示:文件被组织为对象和条件的树,和简单的拖拽操作容易选择用于随后的批处理文件。大部分的头脑风暴特性可以通过这个接口,包括预处理的录音,平均,估计的来源,时频分解,计算统计数据。全面分析管道可以在几分钟内创建,保存在用户的偏好和重新加载在一个点击,直接或导出为一个Matlab脚本执行。

图形界面的批处理工具。(一)选择输入文件的拖放。(b)创建一个分析管道。(c) Matlab脚本自动生成的示例。

可用的过程被组织在一个插件结构。任何Matlab脚本添加到插件文件夹和正确的格式将会自动检测并提供GUI。这种机制使其他开发人员头脑风暴的贡献非常容易。

 14。高级脚本

对于高级用户和可视化的目的,头脑风暴可以用作高级脚本环境。所有头脑风暴操作设计与图形界面和数据库进行交互;因此,他们有非常简单的输入:鼠标点击和键盘输入。因此,接口可以通过Matlab脚本操纵和每个鼠标单击可以翻译成一行脚本。通过图形界面类似于工作,收集的所有上下文信息接口和数据库,所以大部分的功能可能与有限数量的参数,称为,比如,不需要跟踪文件名。因此,脚本头脑风暴非常直观,易于使用。图 14显示了一个示例的一个Matlab脚本使用头脑风暴。

头脑风暴的例子脚本。

 15。解决方案执行集团与梅格分析/脑电图数据和源模型

头脑风暴的“ Process2”选项卡允许的比较两个数据样本。这对应于一个单因素2级分析和支持测试包括简单的区别,配对/未配对的学生 t测试相同的/不平等的方差,和他们的非参数排列选择( 17]。两组可以由任何类型的文件,例如,两个条件在一个主题,两个条件学科之间或两个科目相同的条件,等等。这些操作在头脑风暴是通用的,可以应用到任何类型的数据库中的数据:梅格/脑电图记录源地图,和时频分解。此外,方差分析(方差分析)测试也支持多达4因素。图 15显示学生的使用 t以及比较两个条件,“通用汽车”和“GMM, 16个主题。

学生 t之间以及两个条件。(一)选择的文件。(b)选择的测试。(c)为统计地图的可视化选项选项卡,包括阈值的选择方法。

我们具体地址如何执行综合性数据分析使用头脑风暴。在综合性的研究中,测量方差有两个来源:受试方差和方差主客体之间。从科目同时使用集体所有试验比较固定后果分析( 54),不考虑方差的多个来源。随机分析( 54, 55],它正确地考虑所有来源的方差,在头脑风暴中最简单和最常用的统计方法总结( 56, 57]。基于这种方法,分析发生在两个级别。在第一个层面上,从每个主题用于计算统计试验分别为每个主题感兴趣的第二层次,不同主题的结合成一个整体统计。

考虑调查实验效果的例子,其中prestimulus数据刺激之后对数据进行了比较。第一级分析平均每个受刺激之后产量prestimulus和所有试验反应。第二级分析配对 t之间以及由此产生的 Nprestimulus地图与 N地图的刺激之后, N是对象的数量。头脑风暴过程和统计数据包括平均试验和配对 t测试,使这种分析成为可能。同时,上述过程假设试方差相等,但受试者可以相应地加权如果不是这种情况。

头脑风暴还支持统计阈值产生的激活地图,它考虑了多重假设检验问题。可用的方法包括Bonferroni,错误发现率 58),控制的预期部分假阳性的拒绝假设,和familywise错误率 59),至少一个假阳性的概率控制在零假设下的实验效果。后者与排列测试和控制的最大统计的方法,详细( 17]。

为了比较多个科目在源代码级别,一个中间步骤是必需的,如果个人主题上的最初来源映射构造。来源估计个人的大脑首先投射到大脑皮质MNI-Colin27表面。在当前实现中,地对地登记执行脑半球使用以下过程:(1)沿前连合/对齐后连合轴,(2)空间平滑法保护的主要特点的表面上注册将被执行,(3)个人表面匹配MNI表面的变形算法与迭代最近点(ICP) ( 60),(4)源振幅的插值使用谢泼德的方法( 61年]。图 16显示个人解剖学上的来源(左),和其reprojection MNI大脑(右)。这种简单的方法将最终取代了皮质表面登记注册和surface-constrained体积方法开发中描述的南加州大学( 62年]。我们还将添加功能使用常用坐标系在FreeSurfer主体表面登记。

皮质激活46左侧正中神经电刺激后的女士在这个问题上的大脑(a)和投影的MNI大脑(b)。

 16。未来的发展

头脑风暴是一个项目下不断发展,当前版本提供了一个环境,新功能很容易实现和适应接口。有几个反复来自用户的请求新功能,以及未来的发展计划。即将到来的未来两年的发展的例子包括:

——扩大预处理操作,最受欢迎的降噪技术和自动工件检测,

-集成的功能连通性分析和多元统计分析方法( 16, 63年),

——向前扩大和逆计算包括BEM和多个偶极合适的方法,

——接口模拟梅格/脑电图记录使用模拟源和现实的剖析,

——分割梅格/脑电图记录功能微观状态,利用光流模型( 64年]。

 17所示。头脑风暴在软件开发领域

几个商业解决方案来可视化和过程梅格/脑电图数据是可用的。大多数都是为特定的采集系统,通常由开发这些系统的制造商。他们通常不适合研究有几个原因:主要是由需求驱动的临床环境和FDA和CE认证;他们的所有图形界面很少提供底层数据信息分析,文件格式,有时是专有的和无证;源代码和描述算法无法访问的用户,他们是昂贵的。研究社区需求的解决方案是完全开放的,直接操纵的可能性代码,数据和参数。

因此,许多实验室已经开发出自己的梅格和脑电图数据分析的工具。然而,这些工具往往不是共享因为缺乏兴趣或需要的努力支持软件,开发文档,创建和维护一个分布的网站。然而,发展个人的方法工具非常有限的可用性的限制,因为人力资源分配给软件开发在大多数研究团体和专业知识的广度,是必需的(电生理学、电磁建模、信号处理、统计、分类、软件优化、实时处理、人机界面工效学,等等)。

在过去的二十年里,许多项目开发提供开放和自由选择广泛的商业解决方案。普遍这些项目是一个大型社区的支持世界各地的开发人员,生产自由和可重用的源代码。为此,自由软件社区本身装备工具来促进合作,比如版本经理、论坛、维基、和讨论列表。这种协作软件开发方法不仅达到了一个高水平的成熟,但也证明了它的效率。最好的例子可能是Linux操作系统,其稳定匹配或超过生产的商业操作系统。

在脑功能映射领域,开源工具,如SPM ( 65年]和EEGLab [ 35)已经在许多研究实验室在世界各地广泛采用。提供开放源代码结合愿意接受来自其他网站的添加和修改显然吸引用户在临床和神经科学研究和其他参与方法的发展。各种公共许可证还允许开发人员选择是否全部或部分的代码仍然在公共领域。在学术和非盈利性实验室重要的是软件开发,依赖于外部资助的研究的支持,最近的经验表明,开源分布是现代社会的价值和信贷的分布是由原来的开发人员。

自由软件包具有类似特性来头脑风暴(通用软件对MEG / EEG) EEGLab,实地考察,外资企业。前两个是写在Matlab环境下,noncompiled脚本,支持大型社区的用户与活跃的论坛和扩散列表。EEGLab提供了一个简单但功能接口和它的目标应用程序是面向录音和ICA分析的预处理。实地考察是一个富裕和强大的工具箱提供了广泛的功能,但没有图形界面;在Matlab编程中使用需要好的技能。外资企业也组织为一组独立的功能,轻松地编写脚本和主要面向记录的预处理和源评估使用最低标准技术,但用c++编写和编译Linux和MacOSX平台。

头脑风暴,相比之下,是一个集成的应用程序,而不是一个工具箱。目前,它提供了更少的功能比实地考察;但另一方面,其直观的界面,其强大的可视化工具,其数据库的结构允许用户在一个更高的水平。可以在几分钟内完成,和几个鼠标点击,否则将小时:不需要编写任何脚本,而不需要考虑数据文件存储在硬盘上;直接访问数据,和一个简单的点击鼠标就足以打开各种各样的显示窗口。它使研究人员能够专注于探索他或她的数据。当完成视觉探索和组需要进行分析,头脑风暴脚本系统提供了一个非常高的水平,基于界面和数据库。生成的代码易于理解,和几个参数:收集的所有上下文信息是需要时自动从数据库中,与实地考察,例如,这些信息必须是具体的参数传递给每一个函数。

最后,研究人员利用头脑风暴现在代表了一种潜在的高效选择梅格或脑电图;然而,这是一个正在进行的工作,一些关键特性仍然失踪。其他开源的精神发展,在一定程度上有可能,我们将重用功能开发的其他组织,然后共同维护。同样,欢迎其他开发人员在他们的软件使用代码从头脑风暴。

 承认

这个软件主要是生成的支持下美国国立卫生研究院拨款R01-EB002010号下,R01-EB009048, R01-EB000473。主要支持还包括永久站点的支持中心国家de la任职(法国CNRS)认知神经科学和脑成像实验室(拉弗尔斯监狱医院,皮埃尔和玛丽居里大学,巴黎,法国)。额外的支持提供了两笔赠款从法国国家研究机构(ANR)认知神经科学单元(Inserm / CEA、Neurospin、法国)和ViMAGINE项目(ANR - 08 -上海步浪- 0250),并通过在克利夫兰诊所的癫痫中心神经研究所。作者感谢所有的人导致了概念、开发、或特定的头脑风暴的验证功能。按字母顺序排列:查尔斯•Aissani Syed Ashrafulla伊丽莎白烈性黑啤酒,露西查尔斯,费利克斯达瓦斯,Ghislaine Dehaene-Lambertz,克劳德•Delpuech两Dogdas安东尼Ducorps,纪尧姆杜马斯,约翰•Ermer Garnero,亚历山大•Gramfort马蒂·Hamalainen,路易Hovasse,女猎手Kucukaltun-Yildirim,艾蒂安Labyt,卡里姆恩迪亚耶阿列克谢•Ossadtchi Rey拉米雷斯,丹尼斯•施瓦茨达伦·韦伯,莉迪亚Yahia-Cherif。丰富的文档,软件教程数据、用户论坛,和参考出版物是可用的 http://neuroimage.usc.edu/brainstorm。

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