Dlaczego niektóre badania nad chorobami psychicznymi i mózgiem kończą się niepowodzeniem: Ujęcia

Nowe badania pokazują, że wcześniejsze badania chorób psychicznych przy użyciu skanów mózgu mogą być zbyt małe, aby wyniki były wiarygodne.

Andrew Brookes / Getty Images / Źródło obrazu


ukryj podpis

przełącz podpis

Andrew Brookes / Getty Images / Źródło obrazu


Nowe badania pokazują, że wcześniejsze badania chorób psychicznych przy użyciu skanów mózgu mogą być zbyt małe, aby wyniki były wiarygodne.

Andrew Brookes / Getty Images / Źródło obrazu

Skany MRI pozwoliły naukowcom zajrzeć do ludzkiego mózgu. Technologia ta świetnie sprawdza się w ujawnianiu uszkodzeń spowodowanych udarem lub obszarów, które zapalają się, gdy widzimy twarz.

Jednak badania skaningu mózgu nie oferują jeszcze większego wglądu w podstawy cech, takich jak inteligencja lub stany zdrowia psychicznego, takie jak lęk i depresja.

Głównym powodem jest to, że badania te muszą obejmować skany tysięcy mózgów, a nie dziesiątki zwykle używanych, zespół zgłoszone w numerze czasopisma z 16 marca Natura.

„Potrzebujesz bardzo dużej próbki, a większe próbki są lepsze”, mówi Dr. Nico Dosenbach, autor badania i adiunkt neurologii na Washington University w St. Louis.

To lekcja, której dziedzina genetyki już się nauczyła, mówi Paul Thompsonneurolog z Uniwersytetu Południowej Kalifornii, który nie był zaangażowany w badania.

„Dwadzieścia lat temu można by słyszeć, że ktoś odkrył gen przestępczości, psychozy lub gen autyzmu”, mówi Thompson, „a wtedy inna grupa nie znalazłaby tego samego lub znaleźliby inny gen i drapaliby się po głowie ”.

Genetycy ostatecznie rozwiązali problem, rozszerzając swoje badania z dziesiątek lub setek ludzi do milionów, mówi Thompson. Teraz neurobiolodzy wydają się być w podobnej sytuacji, która będzie wymagać od nich ponownego rozważenia wyników wielu małych badań.

Pouczające poszukiwanie inteligencji

Nowy artykuł na temat badań skanowania mózgu ma swoje korzenie w wysiłkach z 2018 r. mających na celu zrozumienie, w jaki sposób dzieci rozwijają zdolności poznawcze, znane również jako inteligencja.

Zespół obejmujący Scotta Marka, badacza z laboratorium Dosenbacha na Uniwersytecie Waszyngtońskim, planował wykorzystać dane z badanie federalne który skanował mózgi tysięcy nastolatków.

„Chcieliśmy po prostu zadać pytanie za pomocą tej ogromnej próbki: Jak reprezentowana jest zdolność poznawcza w mózgu?”

Poprzedni Badania odkryli, że inteligencja jest silnie powiązana z grubością najbardziej zewnętrznej warstwy mózgu oraz z siłą połączeń między niektórymi obszarami mózgu.

Tak więc zespół Marka przeanalizował prawie 1000 skanów mózgu z badania federalnego. Następnie sprawdzili swoją pracę, używając 1000 różnych skanów.

„Zauważyliśmy, że nie możemy wszystkiego powtórzyć” – mówi Marek. „To nie wyglądało wspaniale”.

Obszar lub połączenie, które wydawało się ważne w jednym zestawie skanów, może wydawać się nieistotne w drugim. Dopiero gdy zwiększono wielkość próbki do tysięcy mózgów, wyniki stały się bardziej wiarygodne.

Zespół zastanawiał się, czy tak było również w przypadku innych badań, które przeszukiwały cały mózg pod kątem różnic związanych ze złożonymi problemami, takimi jak lęk, depresja i ADHD.

Zdobyli więc dane ze skanów mózgu około 50 000 osób, a następnie wykorzystali komputer do przeprowadzenia wielu symulowanych badań, zarówno małych, jak i dużych. Po raz kolejny zespół odkrył, że uzyskanie wiarygodnych wyników wymagało wykonania tysięcy skanów.

Było to niepokojące, ponieważ przez lata do tworzenia szeregu artykułów naukowych na temat chorób psychicznych i zaburzeń behawioralnych używano znacznie mniejszych próbek.

Jak dotąd, te badania „nie przełożyły się na rzeczywiste dla pacjentów” – mówi Dosenbach – „i myślę, że te wyniki dają nam wskazówkę, dlaczego”.

Niebezpieczeństwa związane z małymi próbkami

Jednym z problemów związanych z małymi badaniami jest to, że mogą znaleźć tylko cechy mózgu, które mają stosunkowo duży wpływ na nastrój, zachowanie lub zdolności umysłowe. Na przykład w chorobie Alzheimera łatwo wykazać, że atrofii hipokampa towarzyszy dramatyczna utrata pamięci.

Różnice w mózgu, które są związane z chorobami psychicznymi, wydają się być znacznie mniej oczywiste i znacznie bardziej kontrowersyjne. Na przykład niektóre studia odkryli, że osoby z poważnymi zaburzeniami depresyjnymi mają mniejszą aktywność w płacie czołowym mózgu. Ale siła tej korelacji różni się znacznie w zależności od badania. I nie ma sposobu, aby spojrzeć na aktywność w płacie czołowym jednej osoby i wiedzieć, jak się ona czuje.

Innym problemem związanym z małymi badaniami jest coś, co nazywa się stronniczością publikacji.

„Jeśli wiele grup prowadzi podobne badania przy użyciu małych próbek, przez przypadek jedna z grup lub kilka uzyska znaczące wyniki” – mówi Dosenbach. – I to zostanie zgłoszone.

Kiedy opublikowana zostanie wystarczająca liczba tych badań, myślenie może stać się konwencjonalną mądrością. Ale to nie znaczy, że małe badania są koniecznie błędne.

„Nawet małe badanie może się sprawdzić”. on mówi. „Po prostu szanse, że to się wydarzy, są znacznie, dużo, dużo mniejsze niż w przypadku bardzo dużego badania”.

Dlatego opinia publiczna powinna uważać na nagłówki, które ekstrapolują wyniki małego badania MRI na ogólną populację.

Badanie z „wstrząsami wtórnymi”

Wielu naukowców zajmujących się mózgiem wciąż próbuje przetrawić wiadomość, że badania nad ludzkim zachowaniem mogą wymagać tysięcy skanów.

„To trochę jak trzęsienie ziemi w Los Angeles”, mówi Thompson z UCLA. „To spowodowało kilka wstrząsów wtórnych w społeczności neuronaukowej”.

Ale Thompson twierdzi, że rozwiązanie jest oczywiste i osiągalne: połącz skany z wielu małych badań w jedną lub więcej dużych baz danych – a następnie sprawdź wyniki.

ten Konsorcjum ENIGMA, który Thompson pomógł stworzyć, jest jednym z wysiłków, aby to ułatwić. Grupa utrzymuje bazę danych zawierającą ponad 50 000 skanów MRI. A naukowcy już wykorzystali to do identyfikacji różnice w mózgu związane ze schizofrenią.

„W schizofrenii występują ogromne różnice w całym mózgu” – mówi Thompson. „Ośrodki słuchowe, które biorą udział w halucynacjach, są nienormalne. Zachodzą zmiany w systemach pamięci, w systemach wizyjnych”.

Jednak znalezienie obszarów mózgu i połączeń związanych z chorobami psychicznymi, takimi jak depresja i choroba afektywna dwubiegunowa, może wymagać jeszcze większych badań, ponieważ różnice są znacznie bardziej subtelne.

Niektóre z tych badań już trwają.

Na przykład badanie National Institutes of Health dotyczące rozwoju mózgu u nastolatków objęło ponad 11 000 młodych ludzi i okresowo skanuje ich mózgi, aby śledzić zmiany.

Jak mówi, duży rozmiar badania jest po części próbą rozwiązania problemów wykrytych w mniejszych badaniach Terry Jernigannaukowiec zajmujący się mózgiem z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego i jeden z głównych badaczy.

Ale to nie wystarczy, aby badania skanów mózgu obejmowały tysiące ludzi – badania muszą być również bardziej zróżnicowane niż zwykle, mówi Jernigan.

„Chcesz wiedzieć, w jakim stopniu twoje obserwacje są uogólniane na wszystkie grupy w naszym społeczeństwie” – mówi.

Leave a Comment