Несовершенство алгоритмов фМРТ поставило под сомнение результаты 40 тысяч научных работ

Несовершенство алгоритмов фМРТ поставило под сомнение результаты 40 тысяч научных работ

Шведские и британские ученые пришли к выводу, что из-за несовершенства программного обеспечения аппаратов функциональной МРТ (фМРТ) около 40 тысяч научных работ могут иметь ошибочные результаты. Отчет об исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Принцип действия фМРТ заключается в определении активации отделов мозга при выполнении различных задач по изменению интенсивности кровотока в этих мозговых структурах. Для анализа кровотока весь объем мозга или интересующих ученых структур автоматически разбивается на минимальные трехмерные единицы — воксели. Поскольку они очень малы, программный алгоритм статистически (путем пространственной автокорреляции) объединяет воксели с аналогичными свойствами в более крупные структуры — кластеры, которые и подвергаются последующему анализу. Точность подобного подхода неоднократно вызывала сомнения исследователей.

Сотрудники Линчёпингского и Уорикского университетов использовали в своей работе данные фМРТ, выполненные в покое у 499 здоровых человек. Их случайным образом разбивали на пары групп по 20 человек в каждой и сопоставляли результаты обследования по 192 различным комбинациям параметров с использованием трех наиболее распространенных программных пакетов для фМРТ: SPM, FSL и AFNI. В общей сумме это дало почти 2,9 миллиона сравнений отдельных параметров.

Анализ полученных данных показал, что использование SPM, FSL и AFNI дает до 70 процентов ложноположительных результатов при допустимом значении этого параметра не более пяти процентов. Это происходит потому, что при достаточно точном заключении по вокселам алгоритмы дают неверную интерпретацию кластеров — как выяснилось, функции пространственной автокорреляции не соответствуют ожидаемой форме гауссианы (графика плотности вероятности параметра).

Полученные данные ставят под вопрос результаты исследований, выполненных с использованием фМРТ. По оценкам авторов работы, за последние примерно 20 лет опубликовано около 40 тысяч подобных исследований.

Исследователи считают, что повысить точность результатов фМРТ и снизить процент ложноположительных заключений до приемлемых величин можно, если использовать в алгоритмах непараметрические модели. Они отличаются от применяемых параметрических моделей тем, что их структура не определена заранее, а выстраивается на основании обрабатываемых данных.

Олег Лищук

N+1

Похожие новости:
Названы лауреаты президентской премии в области науки
Премии президента Российской Федерации в области науки и инновации для молодых ученых за 2013 год вручены пяти ученым. Соответствующий документ размещен на официальном портале правовой информации. Наталья Баурова, доктор технических наук, профессор МАДИ, получила премию за разработку прогрессивных ..
2014-02-10 1694 0 Наука и образование
0
Искусственный интеллект впервые смог заменить физиков
Впервые физики позволили искусственному интеллекту провести вместо них эксперимент по созданию конденсата Бозе-Эйнштейна — сгустка частиц, охлажденного до сверхнизких температур с помощью лазерных пучков. Робот сумел превзойти ученых, что, как надеются исследователи, поможет проводить более точные ..
2016-05-16 1095 0 Наука и образование
0
Венчурный фонд под управлением УК Роснано запустят в 2015 году
Реализация стратегии ОАО "Роснано" предполагает создание инвестиционных фондов разного типа, в том числе венчурных фондов, говорится в ключевых положениях долгосрочного бизнес-плана "Роснано" до 2020 года, текст которого есть в распоряжении РИА Новости. Согласно новой стратегии ОАО "Роснано", принятой ..
2014-02-15 1534 0 Наука и образование
0
Алферов: РАН должна перейти от выживания к развитию
Академик Жорес Алферов написал открытое письмо президенту РФ Владимиру Путину по поводу грядущей реформы Российской академии наук. "Предложенный Дмитрием Медведевым и Дмитрием Ливановым в пожарном порядке закон о реорганизации РАН и других государственных академий наук и, как сейчас очевидно, поддержанный ..
2013-07-30 1563 0 Наука и образование
0
Россияне заняли третье место на Олимпиаде по математике
Она проходила в Колумбии. Российская команда обошла соперников из более чем 90 стран и заняла в общем зачёте третье место, уступив только Китаю и Южной Корее. За 2 дня участникам предстояло решить 6 сложнейших задач по 3 в каждый день. И наша команда справилась с этим великолепно. ..
2013-07-30 1409 0 Наука и образование
0
На программу развития Сколково выделено 502 млрд
На государственную подпрограмму «Создание и развитие инновационного центра «Сколково» до 2020 года выделено 502 млрд рублей, из них бюджетные средства - 135,6 млрд рублей, сообщил в четверг министр экономического развития России Алексей Улюкаев. «Финансирование подпрограммы составит 502 миллиарда рублей, из которых ..
2013-08-1 1380 0 Наука и образование
0
Сонин о стене серости, реформе РАН и плагиате
В конце июня стало известно, что проректор Российской экономической школы (РЭШ) Константин Сонин принял решение покинуть это учебное заведение. Сонин, один из самых известных экономистов России, пояснил, что не испытывает по поводу ухода «ни злобы, ни горечи», а также ..
2013-08-2 1295 0 Наука и образование
0
Все лекции MIT теперь можно прослушать через Интернет
На официальном сайте Массачусетского технологического института пользователи смогут найти записи лекций, семинаров и обучающих курсов ведущих профессоров MIT. Учебные материалы представлены как в виде видеоуроков, так и в виде аудиофайлов. Чтобы повысить свой образовательный уровень, нужно знать ..
2013-08-3 1597 0 Наука и образование
0
Академия наук в Америке
Американская Академия наук очень большая. Куда больше российской или французской, а называется она - «университеты». По старой британской традиции слово Academy обозначает систему высшего образования, а academic - преподаватель университета. Можно вспомнить слова студенческой песни средневековых школяров: ..
2013-08-4 2686 0 Наука и образование
0
Университет Калифорнии откроет все свои публикации
Университета Калифорнии в США объявил о том, что все новые научные статьи, которые будут написаны его сотрудниками, выложат в открытый доступ. Это значит, что помимо публикации в научных журналах они попадут в бесплатную онлайн-библиотеку, воспользоваться которой сможет любой желающий. Подробности приведены на официальном ..
2013-08-5 1479 0 Наука и образование
0
РАН проведет внеочередное собрание для обсуждения реформы
Российская академия наук проведет внеочередное собрание в начале сентября, передают интернет-СМИ. Президент РАН Владимир Фортов пояснил, что поводом для сбора послужила необходимость обсуждения грядущей реформы академии. В конце июня Минобрнауки объявило о масштабной реформе РАН. Госдума приняла ..
2013-08-6 1126 0 Наука и образование
0
Ученых поделят на лидеров и аутсайдеров
Минобрнауки предлагает раз в пять лет проверять научные организации на эффективность. Утративших научный профиль ждет реорганизация или ликвидация. Минобрнауки вслед за мониторингом эффективности вузов хочет ввести похожую процедуру с научными организациями. Ведомство выставило разработанный документ для общественного обсуждения: ..
2013-08-6 1301 0 Наука и образование
1
РАН обсудит реформу на чрезвычайном общем собрании 5 сентября
Чрезвычайное общее собрание Российской академии наук, на котором будут обсуждаться поправки к резонансному закону о реформе РАН, назначено на 5 сентября, заявил председатель профсоюзов РАН Виктор Калинушкин. "Уже 5 сентября, как нам сообщил сегодня Владимир Евгеньевич Фортов (президент РАН - ИФ), будет ..
2013-08-7 1162 0 Наука и образование
0
Эксперт: управлять вузами должны ученые
Ректор Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения Анатолий Оводенко рассказал "Росбалту" о кадровом голоде в науке. "В России сейчас отсутствует среднее инженерное звено в возрасте от 30 до 50 лет, оно практически потеряно. И даже если мы сейчас начнем быстро заполнять инженерные ..
2013-08-19 1325 0 Наука и образование
0
Иран намерен создать собственную научную станцию в Антарктиде
Иран намерен создать постоянную научную станцию в Антарктиде. Об этом сегодня заявил агентству Фарс командующий ВМС Ирана вице-адмирал Голямреза Хадем Бигам. "Изучение вод Антарктики является вопросом, стоящим на повестке дня для Исламской Республики. И на первом этапе наше присутствие ..
2013-08-21 1232 0 Наука и образование
0