The Child Mind Institute פרסם מאמר המפרט את המחקר החלוצי שלהם בכתב העת טבע התנהגות אנושית שכותרתו, "מעבר לעיבוד ושינוי הקשור לניתוח בהדמיית מוח תפקודית במצב מנוחה". המחקר מזהה אתגרים משמעותיים בשחזור ובסטנדרטיזציה של הדמיית תהודה מגנטית פונקציונלית (fMRI) המשמשת להבנת תפקוד והתנהגות המוח -; ומציע פתרונות קונקרטיים להנעת התחום לעבר תוצאות שמתורגמות להשפעה בעולם האמיתי.
יחד עם צוות מגוון של משתפי פעולה בינלאומיים, המחקר הובל על ידי מייקל פ. מילהם, MD, PhD, קצין המדע הראשי של מכון Child Mind, וגרגורי קיאר, PhD, מדען מחקר ומנהל המרכז לניתוח נתונים, חדשנות, ו קפדנות במכון תודעת הילד. המאמר מבצע הערכה ביקורתית של צינורות עיבוד מקדים בניתוח נתונים של fMRI, כלי תוכנה בשימוש נרחב שהגדילו את ההשתתפות בתחום חקר ה-fMRI על ידי אוטומציה של משימות אנליטיות בסיסיות.
המחקר מצא רק הסכמה מתונה בין חמישה צינורות פופולריים -; התפתחות קוגניטיבית של מוח מתבגרים fMRI Pipeline (ABCD-BIDS); מערכת חישובית של Connectome (CCS); צינור ברירת מחדל להגדרה עבור ניתוח קונטומס (C-PAC:Default), שפותח על ידי מכון הנפש של הילד; עוזר עיבוד נתונים עבור fMRI במצב מנוחה (DPARSF); וגרסת fMRIPrep תמיכה ארוכת טווח (fMRIPrep-LTS) -; כאשר ניתן נתונים זהים. שונות זו משפיעה באופן משמעותי על מהימנות הממצאים במחקרי אסוציאציות רחבי מוח, החיוניים להבנת ההבדלים האישיים בתפקוד המוח ובהתנהגותם. זה מדאיג במיוחד מכיוון שלעתים קרובות חוקרים מניחים שצינורות אלו ניתנים להחלפה.
"באופן קריטי, גילינו שמה שאנחנו לומדים על המוח יכול להשתנות באופן משמעותי על סמך איזה צינור אנחנו בוחרים", אומר ד"ר קיאר. "הממצא הנוקב ביותר היה שהסכמה נמוכה בין צינורות פוגעת גם במסקנות שאנו עושים עם הנתונים המעובדים מראש. אם אנחנו רוצים שהעבודה שלנו תתורגם להבנה וטיפול בעולם האמיתי, עלינו להכיר בכך ולנקוט פעולה".
ממצאי מפתח:
- הסכמה מתונה על פני צינורות: המחקר הוכיח שצינורות עיבוד מקדים שונים מייצרים תוצאות משתנות, גם כאשר נעשה שימוש באותם נתונים. זהו אתגר משמעותי בהשגת שחזור במחקרי fMRI.
- השפעה על תובנות מדעיות: הבדלים בשלבי עיבוד מקדים יכולים להוביל לתוצאות לא עקביות בזיהוי אסוציאציות של התנהגות מוחית. חוסר עקביות זה מדאיג במיוחד, שכן קהילת מדעי המוח שואפת לתרגם את הממצאים הללו ליישומים קליניים.
- איכות הנתונים והבדלים בצנרת: הבדלים אנליטיים ניכרים יותר עם נתונים באיכות גבוהה. צינורות יהיו המכשול הבא לקראת יצירת ממצאים, אותם ניתן לשחזר על פני מחקרים כאשר איסוף הנתונים מותאם.
- המלצות לתקינה: על התחום לאמץ שיטות סטנדרטיות ושיטות דיווח שקופות. זה כולל פירוט של כל שלבי עיבוד הנתונים, כולל גרסאות תוכנה ופרמטרים ספציפיים שבהם נעשה שימוש.
מחקר זה מדגיש את החשיבות של מהימנות וסטנדרטיזציה בעיבוד נתונים. יכולת השחזור היא קריטית להתקדמות מדעית, והיה קשה עד כדי כך להשיג בהדמיית מוח. מחקר זה מייצג כמות עצומה של זמן ומאמץ כדי לחשוף איומים נפוצים לשחזור, ולשחזר את הכלים הנפוצים בשימוש בתחום. זה יוריד את המחסום עבור כולם וידחוף אותנו לשלב הבא.
ד"ר מייקל פ. מילהם, ד"ר, קצין מדע ראשי, מכון תודעת הילד
ד"ר מילהם, ד"ר קיאר והצוות שלהם מציעים כי שיפור הסכם בין-צינורות (IPA) באמצעות סטנדרטיזציה ודיווח מתודולוגי ברור הוא חיוני להתקדמות התחום. הם דוגלים בתיעוד של כל ההחלטות, ההגדרות והגרסאות הקשורות לצינור בכל פרסום, כמו גם שימוש בצינורות חלופיים בניתוחים כדי לקבוע אם השונות בין הצינורות משפיעה על תוצאות המחקר. הצינור הניתן להגדרה של C-PAC של מכון Child Mind מאפשר להשוות מספר צינורות יחד בחבילה אחת וניתן להשתמש בו למטרה זו.
יצירת קונצנזוס איתן ונקיטת פעולה יזומה כעת ב"גבול הבא" הזה במשבר השחזור של תחום ה-fMRI יגרמו לחוקרים להיות מוכנים יותר לרתום את הכוח של איכות נתונים משופרת -; ולהתחיל עידן של תובנות חזקות ומתמשכות לגבי המוח וההתנהגות האנושית.
