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 1758 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 1146 0 Наука и образование
0
Ведущий японский ученый повесился из-за научного скандала
Один из ведущих японских ученых, 52-летний Йошики Сасаи (Yoshiki Sasai), соавтор спорных работ по стволовым клеткам, найден мертвым, сообщает The Wall Street Journal со ссылкой на японскую полицию. Исследователь покончил жизнь самоубийством. Йошики Сасаи являлся заместителем ..
2014-08-05 1621 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 1473 0 Наука и образование
0
В Москве рассказали о грядущих конференции и форуме «Наука будущего»
15 сентября в информационном агентстве «ТАСС» состоялась пресс-конференция, посвященная проведению II Международной научной конференции «Наука будущего» и II Всероссийского научного форума «Наука будущего – наука молодых», которые Министерство образования и науки России проводит в Казани с 20 по 23 сентября. Об этом говорится ..
2016-09-17 1106 0 Наука и образование
0
Физики измерили давление внутри протона
Ученые из Лаборатории Джефферсона «просканировали» внутренности протона с помощью глубоко-виртуального комптоновского рассеяния, рассчитали на основании этих данных функцию распределения партонов и один из трех гравитационных формфакторов, а также оценили давление внутри частицы. Оказалось, что давление внутри протона ..
2018-06-04 23871 0 Наука и образование
0
Учёные США: повторение больше не мать учения
Американские нейробиологи Захария Рей (Zachariah Reagh) и Майкл Ясса (Michael Yassa) из Калифорнийского университета в Ирвайне обнаружили, что хотя повторение и усиливает сохранение фактов в памяти, оно может уменьшать количество деталей, связанных с данными воспоминаниями. Это означает, что чем чаще вызывается в памяти ..
2014-06-30 1421 0 Наука и образование
0
Александр Некипелов: вернуть научное самоуправление
Общее собрание Российской ака­демии наук приняло устав РАН, что предусматривалось зако­ном об ее реорганизации. Это бы­ло принципиально важным, потому что иначе она могла оказаться вне правово­го поля, комментирует событие академик РАН Александр НЕКИПЕЛОВ. Правда, замминистра образова­ния РФ Людмила Огородова высказала ..
2014-04-14 1354 0 Наука и образование
0
«Катюшку» из МГУ накачали антибиотиками
Ученые МГУ под руководством Ильи Остермана, кандидата химических наук, разработали метод, позволяющий ускорять и улучшать поиск новых антимикробных препаратов с использованием гена «Катюшка». Исследователи создали систему, не только измеряющая антимикробную активность, но и одновременно определяющая механизм действия ..
2016-12-06 2819 0 Наука и образование
0
Химики из МГУ  впервые рассмотрели гистамин в газообразном состоянии
Cотрудники химического факультета Московского государственного университета (МГУ) имени Михаила Ломоносова впервые рассмотрели гистамин (вещество, отвечающее за аллергическую реакцию) в газообразном состоянии. Результаты своих исследований авторы опубликовали в Physical Chemistry Chemical Physics, а кратко о них сообщается ..
2016-01-27 1204 0 Наука и образование
0
Государственный фонд пообещал ученым десятки миллионов рублей
Российский научный фонд (РНФ) объявил о начале приема заявок на гранты по комплексным научным программам российских организаций. Данные гранты выделяются на реализацию программ в 2014-2018 годах, говорится на сайте РНФ. В конкурсе могут принимать участие программы российских ..
2014-07-04 1388 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 1285 0 Наука и образование
0
Непостоянство радиуса протона попытались объяснить квантовой интерференцией
Согласно данным CODATA, международной комиссии, отслеживающей, анализирующей и публикующей новые результаты измерений фундаментальных констант, зарядовый радиус протона составляет 0,8751(61) фемтометра. Эта величина показывает то, как пучок отрицательно заряженных частиц рассеивается на протоне — чем больше зарядовый радиус, тем большая доля частиц ..
2017-10-09 12498 0 Наука и образование
0
В топ лучших университетов мира по версии журнала THE попали 24 российских вуза
В ежегодный рейтинг лучших университетов мира, составленный британским журналом Times Higher Education (THE), вошли 24 российских вуза. Об этом в среду, 21 сентября, сообщается на сайте издания.В исследовании World University Rankings 2016-17 — 980 высших учебных заведений мира, ..
2016-09-22 1042 0 Наука и образование
0
ЮНЕСКО обвинили в поддержке псевдонауки нобелевского лауреата
В штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже пройдет семинар, организованный нобелевским лауреатом Люком Монтанье (Luc Montagnier) и посвященный спорной теории этого вирусолога: о том, что вода способна хранить и передавать информацию с помощью электромагнитных «следов» ДНК и других молекул, ранее растворенных ..
2014-09-25 1315 0 Наука и образование
-1