Fonksiyonel Rezonans Görüntüleme Tekniğinde (fMRI) Software Hatası

Beyin Taramaları İçin Kullanılan Fonksiyonel Rezonans Görüntüleme Tekniğinde (fMRI) Software Hatası Tespit Edildi! Yapılan Tüm Beyin Çalışmalarının Geçerlilliği Sorgulanmakta!

 fmr

Fonksiyonel Rezonans Görüntüleme Tekniğinin (fMRI) nörobilim dalının gelişmesindeki katkısını dile getirmekle sanırım abartmış olmayız. Nörobilimciler, MRI makinelerini, beynin farklı bölgelerinin daha aktif ya da daha az aktif olduğunda ortaya çıkan kan akışındaki değişimleri tespit etmede kullanmaktalar. Bu teknik, ekonomi oyunu oynamaktan, kelimeleri okumaya kadar farklı işlerde beynin hangi alanları kullanıldığını müdahele etmeden (noninvasif) tespit edimesini sağlamakta.

Ancak bu yaklaşım ve bu tekniği kullananlara karşı fazlaca abartılmış iddialar ve bazı eleştiriler de mevcut. Yanlış, uygun olmayan  fMRI data analizinin yanıltıcı sonuçlar doğurabileceği dile getirilmekte. Örneğin; ölü somon balığındaki beyin aktivite alanlarını bulmak gibi. (Bu çalışma Kaliforniya Santa Barbara Üniversitesi Psikoloji, Beyin Bilimleri Bölümü tarafından gerçekleştirilmiş) Zayıf istatiksel tekniklerden elde edilen bu çalışma sonuçlarının yanı sıra PNAS’de yayınlanan yeni bir çalışma, fMRI analizinin bazı temel algoritmaların içerdiği yanlış pozitif “bulgular” ürettiğini ortaya koymakta.

fMRI’ın ardındaki prensip oldukça basit: Nöral aktivite enerjiyi alır ve sonra bunu yeniler. Bu da şu demek; kısa zaman önce aktif olmuş beyin bölgelerine doğru kan akışının artmaş olması. Bu kan akışı da yüksek çözünürlü MRI makinesi tarafından tespit edilir ve bu da araştırmacılara  belirli aktivitelerin ortaya konduğunda, beynin hangi yapısının aktif olduğunu tanımlamalarını sağlar.

Ancak asıl uygulama oldukça karmaşık. Görüntüleme, beyni vokseller (bir pikselin 3 boyutlu karşılığı, incelenebilen en küçük hacim parçası) halinde küçük bölümlere ayırır ve her birindeki aktiviteyi kaydeder. Bu vokseller inanılmaz ölçüde küçük oldukları için, software bunları tarayıp, gruplaşmaları (benzer şekilde davranan  bitişik vokseller) incelemesi gerekmektedir. Ölü somon balığı üzerinde yapılan çalışmanın sonuçları alınmıştı. Çünkü, bu software mevcut MRı makinleri tarafından görüntülenen çok büyük sayıdaki vokselleri elde etmek için varsayılan şekilde, kusurlu konfigure edilmemişti. Bu da şu demek oluyordu; %95 oranında güven olsa da, yanlış pozitif bulgular kaçınılmaz!!.

İsveçli araştırmacıların yaptığı yeni çalışma ile, software’in başka problemlerinin de olduğunu ortaya koymakta. Araştırmacılar, kullanmak ya d analiz etmek isteyen herkes için son zamanlardaki “açık data” bu trendini avantaj olarak kullandılar. Kendi analizlerini yapabilmek için  yüzlerce fMRI taramasını download ettiler.

Onların odak noktası; tipik olarak belirli aktivite çalışmalarında kontrol grup olarak kullanılan dinlenme durumundaki beyinler. Bu taramalar, bazı konulardaki (bacağı oynatmak, akşam yemeğini düşünmek) belirli aktiviteleri gösteriyor olabildiği halde, beyin taramaları yapılmış insan popülasyonu arasında tutarlı, sistematik sinyaller mevcut değildi.

Araştırmacılar, çalışmalarına temelde neyin kontroller (kontrol grupları) olduğuna dair geniş bir kolleksiyonla başladılar. Bazılarını rastgele kontrol grup olmaları için yeniden seçtiler ve sonra da diğerlerini “deneysel” popülasyon” olmaları için yine rastgele seçtiler. Bunu, 3 software paketinden bir tanesine dataları besleyerek, binlerce kere tekrar ettiler. Proses, bu etkilenmiş outcome-sonuçların nasıl olduğunu görmek için hafif farklı parametrelerle tekrar edildi.

Sonuçlar fMRI kullanıcıları için iyi değildi!. Araştırmayı kaleme alan araştırmacılar kısaca şu şekilde sonucu vardılar: Tüm üç software paketi de konservatif voksel ve geçersiz gruplaşma çıkarımına sahiptiler! Bir başka deyişle; araştırmacılar, verili, belirlenmiş vokselin aktivite gösterip göstermediğini belirlemeye çalışırken, grup tanımlama algoritmaları sık sık mevcut olmaması gereken bir bölgede aktiviteyi işaret etmekteydi!!. Ne sıklıkla? Algortima ve parametrelere bağlı olarak çoğu zaman %70 oranında!!

Ek olarak, denemeler sırasında 15 yıldır mevcut olan kodda da hatanın mevcut olduğu tespit edildi. Bu hatayı düzeltip, yanlış pozitifleri azaltmak ancak %10 oranında gerçekleşmekteydi. Bu düzeltilmiş olsa bile, hatalı versiyonun kullanılarak, tüm araştırmaların yapılıp yayınlanması gerçeğini de değiştirmiyordu.

Araştırmacılar, beynin bazı bölgelerinin, beyin morfolojisi hakkında yapılan varsayımlardan kaynaklı problemlere sahip olabileceğini tespit ederler.

Bu göründüğü kadar kötü mü? Araştırmacılar, kesinlikle öyle olduğunu düşünüyor. Bu, parametrik kümesel çıkarıma dayalı olarak kullanılan ve sonuçları yayınlanan sayısıyız pek çok fMRI çalışmalarının geçerliliğini sorgulanması demektir. Araştırmacılar, bunların sayısının belli olmadığını, ama yapılan tüm çalışmalar ele alındığında, fMRı ile yapılan yaklaşık 40.000 çalışmanın software’indeki hatalı tarama ile yapıldığı tahmin ediliyor.

Araştırmacılar, mevcut açık data uygulamaları ile, yapılmış olan orjinal araştırmalara (yeni önlemleri akılda tutarak)geri dönüp, yeniden analiz yapılabileceğini dile getirmekte. Ancak, yayınlanmış çalışmaların çoğu datası mevcut değil, dolayısıyla, bu tarz araştırmalara ikaz, uyarı eklemekten başka yapılacak çok fazla bir şey de yok gözükmekte.

Çeviren: AylinER
http://arstechnica.com/science/2016/07/algorithms-used-to-study-brain-activity-may-be-exaggerating-results/

Check Also

Yaşamın 3 Altın Gerçeği – Ahmed Hulûsi

Yaşamın 3 ALTIN GERÇEĞİNİ göz önüne alarak, günlerinizi #huzur içinde de geçirebilirsiniz; ya da hiç ...