fMRT: Gleiche Hypothese, gleiche Daten – variable Ergebnisse?

fMRT: Gleiche Hypothese, gleiche Daten – variable Ergebnisse?

In einem Experiment haben rund 200 internationale ForscherInnen unabhängig voneinander denselben Datensatz über Gehirnaktivität während einer MRT analysiert – und kamen zu unterschiedlichen Ergebnissen.

  • Datum:
    27.05.2020
  • Autor:
    A. Frey (mh/ktg)
  • Quelle:
    Universität Wien

Ziel war es abzuschätzen, wie variabel die Ergebnisse der bildgebenden Hirnforschung sein können. Fazit: Es gab je nach Analyse-Methode eine beträchtliche Varianz bei den Resultaten. Die neue Studie zeigt damit Wege zur Verbesserung der Konsistenz und Replizierbarkeit der Bildgebungs-Forschung auf.

In der Studie zur Analyse, Replikation und Vorhersage von Neuroimaging Daten (NARPS) sammelten zunächst ForscherInnen einen Hirnbild-Datensatz von 108 TeilnehmerInnen, mit dem die Gehirnaktivität während einer Entscheidungsaufgabe mittels funktioneller MRT registriert wurde. Dieser Datensatz wurde an 70 Analyseteams aus der ganzen Welt verteilt.

Jedes Team analysierte unabhängig voneinander die gleichen Daten, wobei sie ihre jeweiligen Standard-Methoden zur Prüfung von neun vordefinierten Hypothesen einsetzen. Bei jeder dieser Hypothesen wurde gefragt, ob sich die Aktivität in einem bestimmten Teil des Gehirns in Bezug auf einen bestimmten Aspekt der Entscheidungen verändern würde.

Wichtigste Erkenntnis des NARPS-Projektes: Die beträchtliche Varianz, was die Beantwortung der Hypothesen als zutreffend oder nicht betrifft, wenn derselbe komplexe Bildgebungs-Datensatz mit verschiedenen Analyse-Ansätzen analysiert wurde. Bei gleich fünf der Hypothesen gab es erhebliche Unterschiede in der Beantwortung.

Dieser Unterschied lässt sich durch die unterschiedlichen Ansätze in der Beantwortung der Hypothesen erklären. Bei einer binären Entscheidung mit Ja oder Nein geht viel Information verloren, während bei der Meta-Analyse durch die Aggregierung von Daten mehr Information vorliegt.

Die Meta-Analyse der individuellen Ergebnisse bestätigte jedoch eine hohe Konvergenz zwischen den Ergebnissen der 70 Teams. Zudem waren die Gehirnaktivierungskarten (also die eigentlichen Ergebnisse, die der binären Entscheidung, ob eine Hypothese bestätigt wird, zugrunde liegen) relativ konsistent über die 70 Analysen hinweg. Was die Vorhersehbarkeit der zu erwartenden Ergebnisse angeht zeigte sich, dass die ForscherInnen die Wahrscheinlichkeit signifikanter Ergebnisse zu optimistisch einschätzten – und zwar selbst dann, wenn diese direkt an der Analyse beteiligt waren.