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MRTs finden Verbindungen zwischen unserer Gehirnaktivität und Psychologie

Leider geben kleine MRT-Proben häufig zufällig starke Assoziationen zurück. Nehmen wir zum Beispiel an, Sie möchten sehen, ob es einen Zusammenhang zwischen der Augenfarbe und einer Vorliebe für Erdbeeren gibt. Wenn Sie sich genügend Gruppen von 25 zufälligen Personen ansehen, werden Sie schließlich auf eine Gruppe stoßen, in der blauäugige Menschen Erdbeeren viel mehr mögen als braunäugige Menschen. Aber wenn fünf unabhängige Forschungsgruppen diese Studie durchführen und nur eine von ihnen diesen Zusammenhang zwischen Augenfarbe und Vorliebe für Beeren findet, wird diese Gruppe ihre Ergebnisse am ehesten veröffentlichen – obwohl sie die am wenigsten repräsentativen Ergebnisse liefert. Das liegt daran, dass Zeitschriften in der Vergangenheit überraschende Korrelationen Befunden ohne Korrelation den Vorzug gegeben haben, ein Phänomen, das als Publikationsbias bekannt ist. „Der paradoxe Effekt ist, dass die am meisten falsche Antwort veröffentlicht wird, wenn Sie eine kleine Stichprobe verwenden“, sagt Nico Dosenbach, außerordentlicher Professor für Neurologie an der Washington University und Autor der Nature-Studie.

Wissenschaftler aller Disziplinen wissen seit langem um diese Dynamik, aber das Nature-Papier konnte – zumindest im Fall von hirnweiten Assoziationsstudien – genau bestimmen, wie viele Teilnehmer benötigt werden, um sie zu vermeiden. Anhand von MRT-Daten von etwa 50.000 Personen suchten die Autoren nach Zusammenhängen zwischen Gehirnstruktur oder -aktivität und komplexen psychologischen Merkmalen in Gruppen mit unterschiedlicher Probandenzahl. Die Anzahl der Probanden musste im Durchschnitt in die Tausende gehen, damit die Studien zuverlässig repliziert werden konnten.

Die Tatsache, dass so viele assoziative Studien zu schwach sind – und oft vor der Veröffentlichung in anderen Gruppen von Probanden nicht getestet wurden – hat zu Berichten über unzählige Verbindungen zwischen Gehirnmerkmalen und psychiatrischen Störungen geführt, die wahrscheinlich unzuverlässig sind. Diese können beängstigend und stigmatisierend sein. „Wenn Sie bei einer Person mit einer psychiatrischen Diagnose ein bestimmtes Gehirnaktivierungsmuster sehen, bedeutet das nicht, dass es die Störung oder Symptome verursacht“, sagt Jernigan. “Es ist einfach ein Verein.”

Aber die Schlussfolgerung des Nature-Papiers gilt nur für Studien, die MRTs von mehreren Personen vergleichen, um Unterschiede zwischen ihnen in Bezug auf komplexe mentale Merkmale zu identifizieren. Neuroimaging-Studien, die Gehirnveränderungen zeigen, die bei Einzelpersonen stattfinden, können dagegen selbst bei sehr wenigen Teilnehmern zuverlässig sein. Zum Beispiel das erste bemerkenswerte Papier, das dies demonstriert Die Gehirne der meisten Menschen funktionieren in etwa so, wie 2001 in Science erschien und umfasste nur sechs Teilnehmer, sagt Russell A. Poldrack, Professor für Psychologie an der Stanford University. Die Forscher dieser Studie zeichneten die Gehirnaktivität jedes Probanden auf, während sie Bilder von Katzen, Gesichtern, künstlichen Objekten und unsinnigen Bildern betrachteten. Es spielte keine Rolle, dass jedes Gehirn einzigartig war – die Veränderungen, die in diesem Gehirn stattfanden, konnten dem Sehen verschiedener Arten von Bildern zugeordnet werden. Die Muster wurden dann getestet und es wurde festgestellt, dass sie basierend auf der Gehirnaktivität korrekt vorhersagen, was ein Teilnehmer sah. Diese Gesamtmuster, zusammen mit anderen Beweisen, sagt Poldrack, belegen, dass “wenn Menschen bestimmte Arten von mentalen Funktionen ausüben, bestimmte Gehirnbereiche aktiviert werden”.

Diese Erkenntnis, dass wir dazu neigen, Gehirnmuster zu teilen, wirft die verlockende Möglichkeit auf, dass irgendwo in den Variationen zwischen ihnen eine Erklärung dafür liegt, warum manche Menschen ein bestimmtes Merkmal oder eine Sammlung von Symptomen haben, die anderen fehlen. Aber es ist extrem schwierig, bedeutungsvolle Unterschiede von den unzähligen zufälligen Unterschieden zu trennen, die zwischen allen Gehirnen bestehen. Eine Möglichkeit, dies zu versuchen, besteht darin, die MRTs von Tausenden von Menschen zu vergleichen und nach einer Variation zu suchen – beispielsweise einem bestimmten Muster der neuronalen Konnektivität -, die bei Menschen mit einer bestimmten psychischen Erkrankung häufiger vorkommt. Jüngste Fortschritte in der MRT-Technologie und in der Fähigkeit, große Datenmengen zu analysieren, haben begonnen, diese Art von Bemühungen zu ermöglichen. Zum Beispiel SDie Studie zur kognitiven Entwicklung des Gehirns bei Jugendlichen hat fast 12.000 Kinder in den Vereinigten Staaten im Alter zwischen 9 und 10 Jahren eingeschrieben, deren Gehirne bis ins junge Erwachsenenalter regelmäßig gescannt werden. Die Studie wird auch sozioökonomische Variablen wie das Einkommen der Eltern und psychologische Eigenschaften wie Belastbarkeit verfolgen, um zu sehen, wie sie mit der Entwicklung des Gehirns verflochten sind. “Ohne eine Studie wie diese könnten Sie diese Probleme niemals lösen”, sagt Jernigan, Direktor des Koordinierungszentrums der Studie.

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