資料收集工具與流程

一、研究工具

研究以功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging, fMRI)進行，

fMRI 的原理為大腦接受到訊號刺激後，會引發特定腦神經元的活化，其所需的 能量從腦中血液裡血紅素的氧取得，使血紅素變成去氧化，而造成大量帶氧血紅 素進入血管中補充。因去氧血紅素(Deoxyhemoglobin)為順磁性(Paramagnetic)，帶 氧血紅素(Oxyhemoglobin)為逆磁性(Diamagnetic)，fMRI 利用外加磁圈，測量帶氧 血紅素與去氧血紅素的比值，活動的腦會產生較高的比值，而形成腦部影像上的 不同。由於 fMRI 是藉由偵測血紅素濃度變化產生的訊號來判定執行不同作業時 的反應腦區，因此腦部定位是以 MRI 的 BOLD (blood oxygenation level dependent) 訊號是否會有差異，而達到統計上的顯著性。

研究地點於臺大永齡生醫工程館的磁振造影實驗室，使用 SIEMENS MAGNETOM Prisma MRI，外加磁場強度為 3 Tesla，配有頭部體積大小的匝道 (coil)，另外配戴耳機，可播放實驗指示聲音。除既有的實驗室設備，因研究需求 另配置一壓克力材質的桌子及雙面反射鏡，桌子最高高度 32 公分，桌面傾斜角 度 54 度，可置於實驗參與者平躺時的腰部位置，讓實驗參與者在 fMRI 儀器中進 行掃描時可畫圖作答。透過置於頭部體積大小匝道上的雙面反射鏡，可讓實驗參 與者看到題本以及其所畫的內容（圖 3-3、圖 3-4）。

圖 3-3、實驗工具-3T 磁振造影儀、桌子、反射鏡

圖 3-4、桌子尺寸

二、研究對象

三、實驗設計

（一）fMRI 實驗設計

實驗前進行結構性掃描(anatomical image)後再執行功能性掃描(functional image)。一次全腦結構性掃描會得到 45 張腦部切面影像，在此階段實驗參與者 不需要做任何作業；功能性掃描則是在研究參與者進行作業時，快速掃描並記錄 大腦的資訊。結構性掃描設定值：回訊時間(echo time, TE) = 103 ms，重複時間 (repetition time, TR) = 9530 ms，角度(flip angle)為 150 度，每次實驗掃描張數為 45 張(slices)，視野(field of view, FOV)為 192×192 mm²，x-y voxel size 為 0.66×0.5 mm²，掃描厚度 3 mm；功能性掃描設定 TE = 30 ms，TR = 3000 ms，角度(flip angle)為 90 度，視野(field of view, FOV)為 192×192 mm²，matrix size 64×64×45 mm³，影像解析度 voxel size 為 3×3×3 mm³，影像切面取樣方式為由下往上交叉取 樣(bottom-up, interleaved)。

實驗設計為區組實驗設計(block design)，分為兩輪(run)進行實驗掃描，使一 組的實驗掃描時間控制在 10 分鐘內。實驗設計參考 Shah et al. (2013)的寫作創造 力實驗方法，包含不須使用創造力及需要使用創造力的兩種情況，實驗過程中會 出現兩種測驗類型，測驗 A（不需使用創造力）為先觀看一景觀平面圖並想像身 處在這個環境中(Reading condition)，緊接著在描圖紙上描繪此平面圖(Copying condition)；測驗 B（需使用創造力）為先觀看一幾何區塊圖示，想像發展出一景 觀空間(Brainstorming condition)，緊接著才在紙上畫下所想像發展出的景觀空間 內容(Creative Drawing condition)。一組實驗掃描時間為 558 秒，包含 4 個測驗，

fMRI 實驗流程參見圖 3-5：

圖 3-5、fRMI 實驗流程圖

（二）實驗刺激物

既有的景觀平面圖取自 From concept to Form: In Landscape Design 書中，選 擇筆觸、繪圖風格相似的不同圖面，其線條不能太過繁複或有太多細節，在 fMRI 中透過反射鏡看題本時才不會看不清楚。

幾何圖示發想圖參考臺灣大學 104 學年度碩士班招生考試園藝系景觀休憩組 景觀設計科目的試題，利用不同幾何圖區塊圖示，讓受測者發想一景觀空間，此 種題目設計內容與陶倫斯創造力測驗的圖形測驗相似，沒有標準答案，讓受測者 開放性作答。每題的幾何區塊圖示皆由 5 個幾何圖案組成，筆觸風格相似（參見 表 3-1）。

表 3-1、實驗刺激物

既有景觀平面圖 幾何

圖示發想圖

四、實驗流程

可；聽到翻頁提示音之後，表示一分鐘時間已到，翻至下一頁，實驗參與者

實驗參與者沒有其他問題之後，開始進行 fMRI 實驗。

(6) 進行 fMRI 實驗

實驗參與者進入 fMRI 儀器後需先進行儀器校正與腦部定位，時間約 20 分 鐘，正式實驗時會告知實驗參與者實驗即將開始，確定實驗參與者準備好才 開始實驗。實驗主要分為兩個階段，兩個階段題型相同，中間會有 2 分鐘的 時間讓實驗參與者稍作休息，實驗過程中，實驗參與者將依耳機播放的提示 音進行題本翻頁及填答的動作，實驗內容與前述測驗練習相似，每一階段會 出現既有景觀平面圖題組與基本幾何圖形發想題組各兩組，實驗參與者依照 題本上出現的內容做答即可。

(7) 確認實驗參與者身心狀況

fMRI 實驗結束後，詢問實驗參與者在作答時的狀況，身體有無不適情形，

稍作休息後給予實驗參與補償，感謝實驗參與者的參與。

圖 3-6、景觀設計創造力實驗流程圖 實驗說明

第一階段 fMRI 實驗

請研究依提示音翻閱題本及作答 配戴實驗儀器，研究參與者進入 fMRI 中

fMRI 實驗

第二階段 fMRI 實驗

請研究依提示音翻閱題本及作答

取下實驗儀器，結束 fMRI 實驗 休息 2 分鐘

完成實驗