Szerző: Hlács Ferenc

2016. július 4. 17:00

Szoftverhibák miatt pontatlanok az fMRI-vizsgálatok?

Az agyi aktivitás elemzésére használt módszer a hibás klaszterezésen csúszhat el.

Komoly hibákat tartalmazhatnak a funkcionális mágneses rezonanciavizsgálatoknál (fMRI) használt alapvető algoritmusok egy a PNAS-ben (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA) közzétett tanulmány szerint, amelynek köszönhetően az egyes kivizsgálások nagy számban adhatnak fals pozitív eredményt.

Az fMRI vizsgálatok kifejezetten az agyi vagy gerincvelői idegi aktivitást hivatottak mérni, a technológiát a kilencvenes évek eleje óta széles körben alkalmazzák az agy feltérképezésére. A módszer azért vált népszerűvé, mert nem invazív, illetve radioaktív anyagokat sem használ. Az fMRI működésének alapelve egyszerű, a mágneses rezonanciaszkenner az agyban vagy gerincben méri a hemodinamikus választ, azaz az egyes területek vérellátásának változását - az aktívan használt régiókba ugyanis a környező területeknél jelentősen több vér áramlik, így ellenőrizhető, hogy bizonyos tevékenységekre, ingerekre, az agy mely részei reagálnak.

Mindehhez a virtuális képalkotó rendszerek úgynevezett voxelekre osztják fel az agyat, amelyekhez aztán egyenként rendelnek aktív vagy nyugalmi státuszt. Az egységek nagy száma miatt a rendszer klaszterezéssel dolgozik, csoportokat hoz létre az egymás közelében lévő, hasonló állapotú voxelekből. Az eljárással dolgozó szoftvereknek ugyanakkor a nagy felbontású MRI készülékekből származó nagy mennyiségű adatba sokszor beletört a foga (legalábbis néhány évvel ezelőttig), erre talán a leghíresebb példa az Ars Technica által is idézett "halott lazac" tanulmány, amelynek készítői - nem meglepő módon - egy elpusztult lazacot vizsgáltak meg fMRI segítségével, az eredmények pedig a hal agyában is mutattak aktivitást.

A vizsgálati módszert, illetve három ahhoz használt szoftvercsomagot most svéd kutatók vették górcső alá, akik több száz, szabadon elérhető fMRI vizsgálat eredményeit elemezték. A szakértők kifejezetten a kontrollanyagként felvett eredményeket gyűjtötték össze, amelyeknél a páciensek nyugalmi állapotban voltak. Bár az olyan tevékenységek, mint a végtagok megmozdítása vagy valamilyen emlék felidézése ezeken a felvételeken is nyomot hagyhattak, az eredményeken nem volt egységesen rögzített aktivitás.

A kutatók a mintából egy adagot ismét kontrollként vetették be, a maradékot pedig kikiáltották a kísérleti populációnak. Ezt az adatokat ismét megkeverve több ezer alkalommal megismételték, illetve elemezték a vizsgált szoftverekkel - az eredmények azonban nem lettek túl fényesek. A klaszterazonosító algoritmusok egyes méréseknél az adott paraméterektől függően akár 70 százalékban is jelezhettek aktivitást valójában nyugalmi állapotban lévő területeken.

A szakértők szerint ez számos, máig publikált fMRI-re építő tanulmány eredményeit megkérdőjelezi, ráadásul a sok publikált munka a megfelelő adatmennyiség híján már nem is ellenőrizhető vissza az új eredmények fényében. A svéd kutatók felfedezése még annak fényében is aggasztó, hogy a kutatás során maguk is belefutottak egy jó 15 éve ismert bugba, amelynek kiiktatásával nagyjából 10 százalékot lehetett lefaragni a fals pozitív eredmények számából.

a címlapról