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PRE-003 · 预注册 · 已修订 · 2026-08-29

预注册:PRIOS 干预式因果回响分析

数据集:OpenNeuro ds004370(PRIOS),CC0 日期:2026-08-29,在看任何结果之前写定 前置方法学诊断_条件TE在慢波信号上失效.md(说明为何放弃头皮脑电与条件转移熵)


0. 为什么换到这个数据

前一轮在 ds005620(19 导头皮脑电)上的失败有两个层次:

  1. 数据层:清醒与镇静的整合量在被试内零重叠,配不出对
  2. 指标层(更根本):CE = 环上边占比,在 19 节点图密度 >0.23 时退化为密度的函数; 实测密度 0.42–0.97,全在饱和区。加权版 ce_mass 相对权重保持零模型无超出, 且相位随机化数据的超出反而更大

PRIOS 同时改掉两件事:

1. 假设

H1(Panel C 的干预式版本):同一被试内,清醒态的因果回响高于丙泊酚麻醉态, 且该差异不能仅由有向边的数量与强度解释。

主指标 = ce_mass_excess,不是二值 CE。

ce_mass = (te_tot − te_dag)/te_tot,te_dag 为贪心最小反馈弧集去环后的剩余权重; ce_mass_excess = ce_mass_观测 − ce_mass_零模型均值, 零模型保留边数与权重多重集、只随机重排边的位置(200 次置换)。

预测 ce_mass_excess(清醒) > ce_mass_excess(麻醉)方向写死:清醒 > 麻醉。反向或无差异均判为 H1 不成立。

为什么主指标不用二值 CE(改动时点:2026-08-29,在看任何 PRIOS 结果之前)

纯图论标定(CE饱和阈值_按节点数.py——已佚失,原写在临时目录,会话结束即清空, 标定结论保留于下表;DAG 对照恒为 0)给出随机有向图的 CE 饱和密度:

节点数 饱和阈值(随机图 CE ≥ 0.95)
19 0.200
30 0.125
42(PRIOS01 双角色电极数) 0.095
50 0.075
66(PRIOS02 麻醉) 0.060

阈值随节点数下降(≈ 随机有向图强连通的临界密度 ln(n)/n)。 CCEP 的典型密度为 0.10–0.30,在 42–66 节点上必然越过饱和线。 因此二值 CE 在 PRIOS 上同样退化,CE_excess 会退化成 1.000 − 1.000 = 0 且无方差。

ce_mass 不做二值阈值、不饱和(已验:密度 0.42 时随机基线 0.60,密度 0.97 时 0.80), 故取为主指标。二值 CE 降为次要指标,且预期它会触发闸门 ⑤—— 这是事前预言,若它反而未饱和,须如实报告预言落空。

2. 指标定义

刺激对的两个电极都作为源(EDGE_FROM_BOTH=True)。 敏感性分析:改为只取对中第一个电极,主结论方向不得改变。

2b. 密度匹配阈值化(2026-08-29 追加,在看任何条件对比之前)

实测促成的改动

清醒数据(PRIOS01)标定后实测:65.1% 的(刺激对, 记录电极)组合检出显著 N1。 诊断确认这些是真反应而非伪迹:

即:皮层在局部 ECoG 尺度上的有效连接图本来就是稠密的,不是检测器太松。 密度 0.65 远超 42 节点的 CE 饱和阈值 0.095;把 z 阈提到 6.0 仍有 33.8%,压不下来。

因此改为密度匹配阈值化

不再用「显著性」定边集,改为:每个条件各取 |N1| 幅度最大的前 d*·M 条边 (M = n(n−1),d 为事先固定的目标密度),两条件用同一个 d

这同时消掉三个混杂:① 脱离 CE 饱和区;② 两条件密度强制相等, 组间差不可能由边数差造成;③ 试次数少导致的弱边丢失被同等的取前 N 操作吸收。

由此二值 CE 重新可用,主指标改回 CE(环上边占比), ce_mass_excessCE_excess(相对权重/密度保持零模型)作为并列报告项。

ce_mass 判别力的实测边界(必须写明)

沿「反馈边占比 f」这条轴标定(n=42,密度 0.10,40 次置换):

f ce_mass 零模型 超出量 z
0.0(纯前馈 DAG) 0.000 0.225 −0.225 −6.7
0.2 0.103 0.229 −0.125 −3.4
0.3 0.206 0.230 −0.023 −0.7
0.5(≈随机) 0.200 0.216 −0.016 −0.5
1.0(反向 DAG) 0.000 0.222 −0.222 −6.6

ce_mass_excess 恒 ≤ 0,没有正向空间——随机有向图在最小反馈弧集意义上已接近最递归。 所以它测的是「比随机更前馈多少」,分辨率约能区分 20% vs 50% 的反馈边占比。

追加证伪条件:若两条件的 ce_mass_excess 都落在 0 附近(|z| < 2), 结论必须表述为「本指标在此数据上分辨不出两态」,不得表述为「两态无差别」

3. 事前闸门(任一不过则相应部分判为不可检验,不得事后放宽)

闸门 0 —— 检测器有效性test_ccep.py——已佚失,原写在临时目录, 结果见 docs/studies/03-prios/PRIOS闸门与标定结果.md;必须全过才允许进入主分析):

编号 对照 通过判据
阴性:N1 搜索窗移到刺激前 −590~−500 ms 检出边数 < 真实的 25%
试次打乱:试次随机指派给别的电极对 边数 < 真实的 60%
阳性:物理相邻电极 vs 远端电极 近端检出率 > 远端
密度闸门(对二值 CE) 同密度随机图 CE < 0.95
N1 阈值标定 阈值由「无刺激窗口假阳性率 ≤2%」定(ccep_标定.py——已佚失,标定结果见 PRIOS闸门与标定结果.md),不得手调

闸门 ⑤ 是上一轮血的教训:二值 CE 只在图未饱和时才有区分力。 最初按 §1 的事前标定预期它在 PRIOS 上会不过,一度将主指标改为 ce_mass_excess; 但 §2b(在看任何两组对比结果之前,仅凭清醒数据的密度匹配标定)发现密度匹配阈值化 能让 CE 脱离饱和区,主指标已改回二值 CE_excess,本节文字同步更正。 若 CE 的零模型基线在实际匹配密度下仍逼近其上限(无区分空间), 则本数据同样判为不可检验,不得在看到主结果后再换指标。

闸门 ⑥:N1 检出阈值(z 与绝对幅度)不得由我主观指定, 须用清醒数据的无刺激窗口扫阈值,取假阳性率 ≤2% 的最松组合。 若无任何组合能达标,则检测器在本数据上不成立,须改判据并重新预注册。

闸门 1 —— 试次数功效:清醒数据(每对 10 次)降采样到 2/3/4/5 次, 与 10 次基准比 Jaccard 与召回。主分析的匹配试次数取满足「召回 ≥0.7」的最小值。 若 4 次达不到 0.7,则只纳入麻醉侧 ≥ 该阈值的电极对,并如实报告被排除的比例。

闸门 2 —— 试次数匹配:麻醉侧刺激次数系统性少于清醒(清醒 326/329 对为 10 次; 麻醉 144 对仅 2 次、40 对 3 次、65 对 4 次)。 主分析中两条件必须降采样到同一试次数(逐对取 min)。 不做匹配的结果一律不得作为证据——次数差本身就能造出「麻醉连接更少」。

闸门 3 —— 被试纳入:某被试须有 ≥10 个「两条件都达到匹配试次数」的电极对。 按 ≥4 次门槛,预计 6/7 个被试合格(PRIOS01/02/03/04/05/09,共 138 对); 按 ≥5 次仅 2 个(PRIOS01/05,73 对)。实际门槛由闸门 1 决定。

4. 主分析(2026-08-29 按 §2b 同步更正:主指标为 CE_excess)

判定单位 = 被试(不是电极对,也不是边)。

  1. 每被试、每条件,用密度匹配(d*=0.05)后的图 → 算 CE_观测 与 200 次置换的零模型
  2. CE_excess = CE_观测 − 零模型均值;同时并列计算 ce_mass_excess(同一套零模型置换)
  3. 被试内配对检验(Wilcoxon 符号秩,双侧,α=0.05)比较两条件的 CE_excess(主指标); 同一检验同时施加于 ce_mass_excess(并列报告,不作为独立通过/不通过判据)
  4. 同时报告:未减零模型的 CE_观测、边数、密度、平均 N1 幅度、 两条件的基线 SD(z 判据按基线 SD 归一,若麻醉基线 SD 系统性更大则构成混杂, 已用密度匹配阈值化处理,但仍需报告是否残留)
  5. 敏感性:d* ∈ {0.02, 0.03, 0.04, 0.06, 0.08} 下重复上述检验,报告符号与显著性是否稳健

5. 证伪条件(写死,出现即判 H1 不成立;2026-08-29 按 §2b 同步更正)

6. 已知混杂,事前列明

  1. 麻醉侧试次数远少于清醒——由闸门 2 的强制匹配处理
  2. 癫痫病灶:所有被试均为癫痫术前评估患者;病灶区连接异常。 事后敏感性分析:剔除标注为发作起始区的电极后重跑,方向不得改变
  3. 电极覆盖是临床决定的,非随机采样,不能外推到全脑
  4. 麻醉深度未量化:SPESprop 只记录「术中丙泊酚麻醉」,无浓度或 BIS 值。 因此本分析检验的是「有无麻醉」,不是「麻醉深度的剂量效应」
  5. n = 6–7,极小。任何阴性结果都可能是功效不足;报告时必须给出效应量与置信区间, 不得把「不显著」表述为「已证否」

7. 与上一轮的差异(防止重蹈覆辙)

上一轮的错误 本轮的对应措施
闸门检查组间重叠、主检验在被试内 闸门 3 直接检查被试内可用对数
用「方差 > 0.001」判断有无天花板 闸门 ⑤ 直接对照同密度随机图;另报「恰好取到 1.0 的比例」
未把密度匹配零模型写进预注册 CE_excess 就是主指标,零模型写死在 §2
伪迹判据用段内最大值定 5σ(数学错误) 直接用数据集自带的人工伪迹标注
断言「慢波让 TE 虚高」却未验证 闸门 0 的四个对照必须先跑通才允许进主分析