واحدة من المركزية الافتراضات من أبحاث علم الأعصاب الحديثة أن شكل الدماغ وبنيته يؤثران على السلوك. العلماء لديهم ربط القشرة السميكة (الطبقة الخارجية للدماغ) بالذكاء الأعلى، أنماط معينة من موجات الدماغ إلى الأفضل القدرة على الكرة الطائرة، واتصال أعلى بين أجزاء من الدماغ إلى مهارات لعب الشطرنج. هناك عدد كبير مما يسمى بدراسات الارتباط على مستوى الدماغ (BWAS).
ولكن عندما يكرر الخبراء هذه الدراسات، لا يمكنهم تكرار النتائج.
تشير “أزمة التكرار” هذه إلى أن قدرًا كبيرًا من أبحاث تصوير سلوك الدماغ ترتكز على أساس هش. وقال إن هناك عددًا لا يحصى من المشكلات التي تؤثر على هذا المجال من البحث راندي إليس، أحد كبار العلماء في شركة أوراكل الذي كتب حول هذه القضايا أثناء عمله كخبير معلوماتي طبي حيوي في كلية إيكان للطب في ماونت سيناي في نيويورك.
بعض هذه القضايا ليست فريدة من نوعها لعلم الأعصاب. يبدأون بما أسماه إليس “الخطيئة الأصلية” للعلم: يتعرض الأكاديميون لضغوط هائلة لنشر نتائج بحثية إيجابية.
لكن بعض هذه العوامل تنطبق تحديدًا على هذا المجال.
وقال إليس لـ Live Science إن المشاكل كبيرة بما يكفي لدرجة أنها “توقف نمو وتطور العلوم وعلاج الأمراض”.
اختلافات صغيرة، عينات صغيرة
تُظهِر العديد من دراسات الدماغ، التي لا يمكن تكرارها في أعمال المتابعة، كيف يمكن أن تتسلل المشكلات إلى داخلنا. تحتوي كل ورقة بحثية أصلية على أكثر من 500 استشهاد، ويعكس عدد الاستشهادات مدى تأثير هذه الدراسات على التفكير في هذا المجال.
احصل على الاكتشافات الأكثر روعة في العالم والتي يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق الوارد الخاص بك.
قد يكون من الصعب على الباحثين الوصول إلى ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي لإجراء دراساتهم، كما أن عمليات الفحص باهظة الثمن. وهذا يعني تاريخيًا أن العديد من دراسات تصوير الدماغ شملت عددًا قليلًا نسبيًا من المشاركين.
(رصيد الصورة: شترستوك)
على سبيل المثال، وجدت دراسة تاريخية أجريت في عام 2007 أن أدمغة الأطفال الذين يعانون من خلل في الدماغ اضطراب نقص الانتباه/فرط النشاط استغرق وقتا أطول لتنضج. لكن دراسة نشرت في وقت سابق من هذا العام وجدت أن هذا الارتباط اختفى بمجرد أخذ معدلات الشيخوخة المختلفة بين الأولاد والبنات في الاعتبار. “وهذا ما جعل بيت الورق بأكمله ينهار” ماثيو ألبو، مؤلف مشارك في ورقة النسخ المتماثل وعالم أعصاب سريري في جامعة فيرمونت، صرح سابقًا لموقع Live Science.
في عام 2011، نشر باحثون في جامعة كوليدج لندن تقريرًا يذاكر التي وجدت أن كثافة المادة الرمادية، وهو جزء من الدماغ حيث توجد أجسام خلايا الدماغ، في العديد من مناطق الدماغ كانت مرتبطة بعدد أصدقاء المشاركين على الفيسبوك. (في عام 2011، كان هذا مقياسًا اجتماعيًا حيويًا).
أ 2015 ورق فشل في تكرار هذه النتيجة، لكن مؤلفي الورقة الأصلية جادلوا بأن السبب في ذلك هو أن دراسة المتابعة لم تتبع نفس البروتوكول.
وقال: “من الصعب أن نفعل بالضبط ما تم القيام به في الدراسات الأصلية”. سارة جينون، عالم الأعصاب في مركز الأبحاث يوليش في ألمانيا والذي لم يشارك في دراسة الفيسبوك أو تكرارها.
لذلك، في عام 2019، جربت جينون وزملاؤها نوعًا مختلفًا من تحليل التكرار.
واستخدموا قاعدة بيانات واسعة وأجروا أكثر من 10000 تحليل لفحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لمئات المتطوعين. وكان متوسط حجم عينة دراسة التصوير العصبي حوالي 25لذلك قاموا بتقسيم مجموعة البيانات الأكبر هذه إلى مجموعات أصغر ثم بحثوا عن ارتباطات مهمة داخل كل منها.
تستخدم معظم دراسات علم الأعصاب فحوصات التصوير بالرنين المغناطيسي لدراسة الدماغ واستخلاص النتائج من هذه الصور.
(رصيد الصورة: محرر الصور، فليكر)
إذا أبلغت إحدى هذه الدراسات الدقيقة عن وجود ارتباط كبير بين السلوك وبنية الدماغ، فقد حاول الفريق الوصول إلى نفس النتائج باستخدام مجموعة فرعية مختلفة من البيانات. عدد قليل جدا من الدراسات المتكررة كررت نتائج الأولى. وقال جينون: “لقد كان دليلا واضحا على أن قابلية تكرار تلك الارتباطات السلوكية الدماغية ضعيفة نسبيا”.
وقال جينون إن إحدى المشاكل الرئيسية هي أن الاختلاف بين الأدمغة الفردية لدى المتطوعين الأصحاء يكون صغيرًا نسبيًا، مما يعني أنك بحاجة إلى عدد كبير من المشاركين لاكتشاف متوسط الاختلافات المرتبطة بالسلوك. وهذا مشابه لدراسات الارتباط على مستوى الجينوم، والتي تلتقط التأثيرات الصغيرة جدًا للجينات الفردية، ويجب عليها أخذ عينات من عشرات أو مئات الآلاف من الأشخاص للعثور على تأثيرات قوية. لاكتشاف الاختلافات المهمة في دراسات التصوير على مستوى الدماغ، فإن أحجام العينات بالآلاف فقط هي التي ستفي بالغرض، أ ورقة 2022 المقترحة. نظرًا لأن عمليات فحص الدماغ باهظة الثمن وتستغرق وقتًا طويلاً، فقد اعتمدت معظم الدراسات على عينات أصغر بكثير.
يقول الجميع دائمًا أن التكرار أمر رائع. ولكن عندما أقترح إمكانية تكرار دراساتهم المحددة، غالبًا ما يكونون أكثر تشككًا
لوكا كامر، طالب دكتوراه في معهد ماكس بلانك للعلوم المعرفية والدماغية البشرية
بالإضافة إلى ذلك، قال جينون إن الاختبارات السلوكية المستخدمة لتحديد المتغيرات النفسية يمكن أن تكون غير متسقة. وأضافت أن ما هو أكثر من ذلك، أن بعض هذه الدراسات ربما تعمل على افتراض عفا عليه الزمن بأن مناطق الدماغ الصغيرة تتحكم في الخصائص المعقدة مثل الذكاء. لكن في الواقع، “عادة ما تكون هذه الأنواع من القدرات موزعة نسبيًا عبر الدماغ”. عندما يقوم الباحثون بتحليل مناطق صغيرة متعددة في الدماغ مع أخذ هذا الافتراض في الاعتبار باستخدام اختبارات إحصائية منفصلة، يمكن أن يزيد ذلك من خطر إنتاج ارتباطات سراب.
قد تكون بعض هذه الدراسات معيبة في البداية. تصوير الدماغ 2017 يذاكر اكتشف الباحثون في كلية طب وايل كورنيل ما إذا كان من الممكن استخدام بيانات التصوير بالرنين المغناطيسي لتقسيم المرضى الذين يعانون من الاكتئاب إلى طبقات. ووجد الباحثون أن نشاط الدماغ يتجمع في أربعة “أنواع حيوية” من الاكتئاب، كل منها يتميز بأنماط نشاط مميزة وغير عادية في شبكات الدماغ الرئيسية.
ولكن متابعة يذاكر وجدت أن الاختلافات بين المجموعات لم تكن ذات دلالة إحصائية، وهذا يعني أنها يمكن أن تكون قد حدثت عن طريق الصدفة. ريتشارد دينجاوقال عالم الأعصاب في جامعة فريدريش شيلر جينا في ألمانيا والذي عمل في دراسة المتابعة، إن المشاكل الرئيسية تكمن في تصميمها.
وقال إن النهج الإحصائي الذي تتبعه يضمن بشكل أساسي اكتشاف الروابط المهمة. وذلك بسبب مشكلة تسمى التجهيز الزائد، حيث يتم ضبط النموذج بشكل جيد على مجموعة واحدة من البيانات بحيث يجد صعوبة في العثور على أنماط حقيقية في مجموعات البيانات الأخرى. ربط هذا التصميم 17 سمة سريرية للاكتئاب مع 30 ألف ميزة تصوير للدماغ، لكن دينجا قال إن المؤلفين كان بإمكانهم استخدام “30 ألف نقرة للعملة المعدنية” وما زالوا ينتجون نفس الارتباط القوي.
كونور ليستوناعترف، وهو طبيب نفسي في كلية طب وايل كورنيل ومؤلف مشارك في الورقة الأصلية، بقابلية النموذج للتركيب الزائد. وقال ليستون لموقع Live Science: «لم تكن هذه نيتنا على الإطلاق، ولكن تلك كانت النتيجة».
مسح الدماغ من مشروع إعادة الرؤية.
(رصيد الصورة: لوكا كامر ومارتن هيبارت)
ومع ذلك، قال إن اكتشاف النمط الحيوي الذي توصلوا إليه كان حقيقيًا، مشيرًا إلى ذلك لاحقًا دراسات وقد نشر فريقه دعمًا لنتائجهم الأصلية. وعندما سُئل عن سبب عدم قيام فريقه بتحديث الورقة الأصلية للاعتراف بأن طريقة التحليل الخاصة بهم بها عيوب خطيرة، قال ليستون إن منشوراتهم اللاحقة كانت كافية لتصحيح السجل. وقال: “أعتقد أن الرسالة موجودة، وأعتقد أن الحلول لقضايا التجاوز هذه واضحة للغاية”.
حل المشكلة
إن نتائج العديد من الدراسات التي تشترك في نفس القضايا مع هذه الأوراق لن يتم تكرارها أبدًا، ومع ذلك سيتم تركها كما هي. لسبب واحد، ليس هناك أموال في جهود التكرار. وقال جينون: “لن تكون وكالات المنح متحمسة حقًا” لتمويل دراسة كان هدفها تأكيد الأعمال السابقة. وحتى عندما يتم الانتهاء من هذه الدراسات، فإنها ليس من المرجح أن يتم نشرها عندما يقوضون النتائج السابقة.
بالنسبة لدينجا، الطريق للمضي قدمًا هو جمع المزيد من البيانات. وقال: “هذا ما حل نفس مشكلة عدم القدرة على التكاثر في علم الوراثة”، في إشارة إلى دراسات الارتباط على مستوى الجينوم والتي أنتجت نتائج مهمة على مدى العقدين الماضيين باستخدام أحجام العينات التي وصلت إلى الملايين. وأضاف أنه من المهم أيضًا تحسين تصميم الدراسة، نظرًا لأن مجموعات البيانات الأكبر لن تؤدي إلى إصلاح الدراسات ذات أساليب التحليل غير الصحيحة. وقال: “إن الأساليب ليس لديها فرصة لإنتاج شيء مفيد”.
يستفيد بعض الباحثين من مجموعات بيانات تصوير الدماغ الكبيرة. مارتن هيبارت، قائد مجموعة في معهد ماكس بلانك للعلوم المعرفية والدماغية البشرية في ألمانيا، و لوكا كامر، طالب دكتوراه في مختبر هيبارت، يتطور إعادة: الرؤية، وهو مشروع يجمع بيانات التصوير – وهو أكبر مبادرة حتى الآن لالتقاط كيفية استجابة الدماغ للمحفزات البصرية. ويخططون لإتاحة هذه المعلومات للباحثين الآخرين، الذين سيستكشفون بعد ذلك ما إذا كان من الممكن تكرار الفرضيات التي تم اختبارها في أوراق بحثية أخرى في مجموعة بيانات re:vision.
وقال هيبارت وكامير إنهما تلقيا بالفعل أكثر من عشرة طلبات لمشروعهما. كان الاستقبال إيجابيًا بشكل خاص بين الباحثين الشباب في هذا المجال. لكن إقناع كبار العلماء بإعادة اختبار بياناتهم قد يتطلب المزيد من العمل، لأنهم سيخسرون الكثير إذا لم يتم تكرار نتائجهم الطويلة الأمد في نهاية المطاف، كما يقول كامر.
وقال لـ Live Science: “يقول الجميع دائمًا أن التكرار أمر رائع”. “ولكن عندما أقترح تكرار دراساتهم المحددة، غالبًا ما يكونون أكثر تشككًا بعض الشيء.”
تعرف على مقدار ما تعرفه عن العضو الأكثر تعقيدًا في جسم الإنسان من خلال موقعنا مسابقة الدماغ!
مرتبط
اكتشاف المزيد من موقع مدسن medicine
اشترك للحصول على أحدث التدوينات المرسلة إلى بريدك الإلكتروني.
