Die hübschen, überzeugenden Bilder von fMRI

Man sagt, ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Und es gibt einen guten Grund, warum wir Menschen ein Bild so überzeugend finden - die meisten Informationen, die wir über die Welt sammeln, werden visuell mit unseren Augen gemacht.

Wenn Sie zum Beispiel mit Ihrer besten Freundin beim Kaffee chatten, werden bis zu 80% dieser Kommunikation nonverbal durchgeführt - so wie Sie lächeln, wenn sie etwas Lustiges sagt, eine Geste Ihrer Hände, um Ihren Standpunkt zu betonen. Menschen sind visuell orientierte Organismen.

Kein Wunder also, dass Menschen Forschung lieben, die mit schönen Bildern einhergeht. Und nicht nur hübsche Bilder, sondern überzeugende hübsche Bilder, die einen direkten, ursächlichen Zusammenhang zu veranschaulichen scheinen. Auch wenn es keine gibt. Oder es gibt andere Daten, die die Ergebnisse der hübschen Studie verwässern.

Das Problem ist uralt und einfach - viele psychologische Forschungen sind trocken und langweilig. Sie müssen nicht sehr weit schauen, um zu sehen, wie langweilig es ist. Das monatliche Journal der American Psychological Association ist so langweilig, dass sie das Kunstwerk auf dem Cover drehen, um zu versuchen, den Inhalt etwas aufregender zu machen (wie viele akademische Zeitschriften). Abgesehen von den langweiligen Datentabellen und gelegentlichen Grafiken ist die einzige andere Grafik in einer typischen Ausgabe ein lächelndes Bild der Autoren der Studie. Es ist kein Wunder, dass viel von diesem Zeug es nie zu Mainstream-Nachrichten schafft.

Geben Sie eine mögliche Lösung ein - Messen von Dingen, genauer gesagt „Gehirnmaterial“.

Natürlich messen Forscher seit Jahrzehnten das Gehirnmaterial über EEG, EDR, Reaktionszeiten und zahlreiche andere objektive, datenbasierte Methoden. Viele von diesen erzeugen sogar potenziell farbenfrohe Grafiken mit kleinen Spitzen, die von einigen Psychologen fast als interessant angesehen werden könnten.

Aber whoa, was ist das cool aussehende Bild unseres Gehirns bei der Arbeit? MRT? Nein, nicht nur eine MRT, sondern eine funktionelle MRT! Das bedeutet, dass sie Bilder von Ihrem Gehirn machen, während Sie Dinge tun.

Die Grundlagen eines fMRT

Was misst ein fMRT tatsächlich? Das fMRT indirekt misst den Fluss von sauerstoffhaltigem Blut im Gehirn. Das ist alles. Nicht die „Aktivität des Gehirns“, wie sie von Journalisten (und sogar einigen Forschern) oft in Kurzschrift genannt wird. Wie wird eine typische fMRI-Studie durchgeführt?

Experimente mit fMRI dauern pro Teilnehmer etwa 1 bis 2 Stunden und jeder Scan kostet ungefähr 1500 US-Dollar. Die Probanden legen sich auf eine schmale Planke in einem Rohr und bleiben so ruhig wie möglich. Selbst ein Millimeter Bewegung kann die Daten ruinieren.
- Christie Nicholson

Forscher dann zueinander in Beziehung stehen der Fluss dieses sauerstoffhaltigen Blutes zu einer Aktivität, die die Person ausführt (ja, normalerweise innerhalb der engen Grenzen dieses Röhrchens!). Beachten Sie, dass dort auch ein nerviges kleines „Korrelat“ -Wort enthalten ist. Ja, korrelieren. Keine dieser Studien kann einen ursächlichen Zusammenhang zwischen einem Gedanken oder Verhalten und einer bestimmten Gehirnregion zeigen.

Das bekannteste Manko von fMRI ist das langsame Timing. Die Blutflussreaktion dauert ungefähr zwei Sekunden, aber ein Gedanke kann in Millisekunden auftreten. Es ist daher schwer zu sagen, dass ein Blutrausch mit einer bestimmten Aktivität im Gehirn verbunden ist.

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Leider taucht ein Timing-Problem erneut auf, wenn Forscher versuchen, die Kommunikation zwischen [Gehirn-] Regionen zu untersuchen [versuchen, komplexere oder abstraktere Konstrukte zu untersuchen]. Diese Hochfrequenzverbindung kann innerhalb einer Hundertstel Millisekunde erfolgen, und der Blutfluss ist viel zu träge, um ihn zu markieren.
- Christie Nicholson

Es gibt also einige Herausforderungen, die hübschen Bilder mit tatsächlichen Verhaltensweisen oder Gedanken (oder politischen Vorlieben, wie mindestens ein Forscher zu zeigen versucht hat) in Einklang zu bringen.

Wie jeder Gehirnforscher auch anerkennen wird, erfolgt die Gehirnaktivität auf neuronaler Ebene (nach unseren besten Theorien) und nicht durch den Blutfluss. Es ist vergleichbar mit dem Versuch, den Prozess der Photosynthese in Pflanzen zu verstehen, indem gemessen wird, wie viel Sonnenlicht ein Baum oder eine Pflanze erhält. Sie werden sehen, wie der Baum aufgrund des Sonnenlichts wächst oder schrumpft, aber Sie sind dem Verständnis des Photosyntheseprozesses noch nicht wirklich näher. Möglicherweise fehlen Ihnen andere wichtige parallele Prozesse, die Sie nicht einmal messen (z. B. die Temperatur in unserem Beispiel für die Photosynthese).

Erzählen uns diese Bilder also neue Informationen, die uns andere Studien nicht mitgeteilt haben? Nun, in vielen Fällen nein. In der Forschung, in der behauptet wird, dass ein bestimmter Bereich des Gehirns die Antwort auf irgendetwas ist - Liebe, Angst, Wut, Depression, wie Sie es nennen -, sind die Forscher normalerweise übergreifend, verallgemeinernd und versuchen es nur um mehr Presse und mehr Forschungsstipendien zu bekommen. Diese Studien sind Pop-Psychologie oft schlechter, nicht besser als die Unebenheiten auf unseren Köpfen zu messen, um uns zu sagen, was mit uns los ist.

In diesen „faulen“ fMRI-Studien berichtet die Presse über die Ergebnisse, als ob etwas Wichtiges entdeckt worden wäre. Aber meistens sind es nur ein paar neue hübsche Bilder von jemandem, der etwas tut.

Wie können wir so naiv sein?

Wie können Journalisten, Prüfungsausschüsse für Forschungsstipendien, Redakteure, Peer-Reviewer und alle anderen von diesen Studien so begeistert sein?

Alles geht zurück auf die hübschen, überzeugenden Bilder.

Ein Actionfoto ist, wie jeder Fotojournalist Ihnen sagen kann, weitaus interessanter als eine Aufnahme eines statischen, unveränderlichen Motivs. Fotos, die zeigen, dass etwas passiert, ziehen uns mehr an. Und während Forschungsdaten oft etwas Interessantes zeigen, besteht der Hauptnachteil darin, dass es sich um Daten handelt, nicht um ein Foto.

Daten: langweilig. Foto: interessant.

Foto unseres Gehirns in Aktion: wirklich interessant.

Einige Forscher machen es jedoch richtig, wie das Forschungszentrum von Adam Gazzaley an der University of California, dem Mission Bay Campus in San Francisco. Dieser Artikel beschreibt seine Forschung in Verdrahtet Zeitschrift. Die Forscher haben begonnen, diese neuen, komplexeren Techniken für die Gehirnanalyse zu nutzen, was hoffentlich zu robusteren und verallgemeinerbaren Schlussfolgerungen führen wird.

Die Zukunft der Nützlichkeit von Gehirn-fMRIs besteht darin, sorgfältigere, nuanciertere Experimente durchzuführen, die sich von dem einfachen „Think of X; Oh schau, hier lebt X im Gehirn! “ Es versteht sich nun, dass unser Gehirn komplexer ist, als eine einfache Blutflussanalyse zeigen kann. Während diese hübschen Bilder unseres Gehirns erhalten bleiben, wird hoffentlich mehr Gewicht auf die Komplexität des menschlichen Verhaltens und auf das gelegt, was die letzten zehn Jahrzehnte der psychologischen Forschung herausgefunden haben (obwohl es nicht mit den hübschen Bildern geliefert wurde).

Weiterführende Literatur

Ich bin nicht der erste, der eine Kritik über die hübschen, überzeugenden Bilder unseres Gehirns in Aktion schreibt. Für eine weitere Betrachtung dieses Themas schlage ich den Artikel von Paul Bloom aus dem Jahr 2006 vor Samen Magazin zum gleichen Thema. Bloom machte in diesem Artikel die folgende aufschlussreiche Beobachtung:

Der Verstand ist das, was das Gehirn tut, und so wird jedes mentale Ereignis, vom Verlieben bis zur Sorge um Ihre Steuern, als Gehirnereignis auftauchen. Wenn jemand einen Aspekt des Denkens finden würde, der keinem Gehirnereignis entspricht, wäre dies die Entdeckung des Jahrhunderts, da dies der erste Beweis für den kartesischen Hardcore-Dualismus wäre.

Wenn Sie wirklich daran interessiert sind, alle möglichen Probleme zu erfahren, die mit fMRIs auftreten können, empfehle ich fMRI für Neulinge, insbesondere die Seite "Wie man mit fMRI-Statistiken lügt". Es ist ein sehr gründlicher Blick auf alle Herausforderungen, denen sich moderne fMRT-Forscher gegenübersehen.

Christie Nicholsons Artikel über fMRIs, Reading the brain, bietet eine schöne, ausgewogene Erklärung und Beschreibung der Vor- und Nachteile der heutigen fMRI-Forschung und ihrer voraussichtlichen Ziele. Die Verwendung einer umfassenden Reihe von Hirnmesstests (EEG mit fMRT) scheint neben fortschrittlichen statistischen Techniken der nächste große Schritt in der Hirnforschung zu sein.