Hjerneforskere svarer igen på kritik af fMRI-skanninger
To danske forskere forsvarer nu fMRI, som har været i vælten, efter det kom frem, at tusindvis af studier kan være tvivlsomme, fordi analysemetoder er brugt forkert. fMRI er et glimrende redskab, og problemerne med metoden er et generelt problem inden for videnskab, siger de.
fMRI kritik statistisk fisketur videnskabsetik hjerneforskning

Forskere begyndte at bruge fMRI-skanning i 1991. Siden er over 40.000 fMRI-studier blevet publiceret. (Foto: Shutterstock)

Forskere begyndte at bruge fMRI-skanning i 1991. Siden er over 40.000 fMRI-studier blevet publiceret. (Foto: Shutterstock)

Forkert brug af softwaresystemer og en grundlæggende misforståelse om, at man kan kortlægge hjernens aktivitet ved at foretage fMRI-skanninger, har i den seneste tid sået tvivl om en stor del af den hjerneforskning, der bliver publiceret.

Nu svarer danske hjerneforskere, der bruger metoden, igen. fMRI er et glimrende redskab, som har givet vigtig ny viden om hjernen i de seneste par årtier, siger de.

»Der er utrolig mange gode ting ved fMRI. Det er en metode, der virker, er lettilgængelig og nem at bruge. Siden 1991 er der blevet publiceret over 42.000 fMRI-artikler. Rigtig mange af dem beskriver gode studier, som ikke ville kunne være lavet uden fMRI,« siger Torben E. Lund, der er lektor på Aarhus Universitets Center for Funktionelt Integrativ Neurovidenskab.

»Vi og andre forskere udvikler til stadighed teknikken, som også fremover har et stort potentiale. Men vi frygter, at den seneste tids kritik er så stort et tilbageslag for fMRI, at vi ikke fremover kan få penge til at fortsætte vores forskning,« fortsætter han.

LÆS OGSÅ: Din hjerneaktivitet er lige så unik som dit fingeraftryk

fMRI har givet ny viden om synet

fMRI-teknikken er blandt andet blevet brugt til at lave en række vigtige undersøgelser af, hvordan det menneskelige syn fungerer. Ved hjælp af metoden har forskere kortlagt, hvordan øjet videregiver information til hjernens neuroner, forklarer Torben E. Lund.

Synskolonner

Med fMRI kan man vise, at menneskets synskortex er systematisk opbygget af 100 mikrometer brede synskolloner, som reagerer på input fra skiftevis højre og venstre øje. 

Forskere har også brugt fMRI til at vise, at menneskehjernen ligesom andre pattedyrhjerner har såkaldte synskolonner (okulære dominans kolonner), som består af grupper af neuroner, der reagerer på input fra et enkelt øje.

Først da fMRI blev udviklet i 1990erne, blev det muligt at lave den slags studier på levende mennesker.

»Hvis man skulle lave dem uden fMRI, ville det kræve, at man åbner kraniet, tager hjernen ud og bruger radioaktive markører,« siger Torben E. Lund.

Han understreger, at det maksimalt er 3.500 studier ud af de mere end 42.000 fMRI-artikler, der er publiceret, som er berørt af problemet med den analysemetode, der har været i vælten, siden det for nyligt kom frem, at den i mange tilfælde er blevet brugt forkert.  

LÆS OGSÅ: Ny forskning giver præcist 3-d-billede af hjernen

Forskerne har fusket

Problemet med den omtalte analysemetode er, at de statistiske antagelser, forskerne har brugt, har afveget alt for meget fra virkeligheden.

Ifølge Torben E. Lund skyldes det ikke, at der er indbyggede fejl i softwaresystemet.

fMRI

fMRI står for functional Magnetic Resonance Imaging

fMRI viser, hvor i hjernen, hvor der er øget blodgennemstrømning, når forsøgspersoner tænker på noget bestemt, ser på billeder, udfører bestemte opgaver e.lign.

Antagelsen er, at de signaler, der viser sig som røde pletter på et f-MRI skanningsbillede, viser, hvilke dele af hjernen der arbejder.

fMRI bliver også typisk brugt til at finde hjernens motoriske områder, synsbarken og hørebarken

Fejlen er snarere menneskelig, og den kan meget vel være opstået, fordi der er brodne kar i forskerverdenen. 

Nogle forskere har sandsynligvis justeret på programmets indstillinger for at nå frem til det resultat, de helst ville have, antyder lektoren, som til dagligt forsker og underviser i, hvordan man begrænser falske positive resultater i fMRI-billeder. 

»Formentlig var de studier, der er omfattet af problemet, ikke særligt overbevisende i forvejen. Problematisk metodebrug er ofte første skridt på en glidebane, som nogle forskere bevæger sig ud på, hvis de ikke finder det resultat, de havde håbet på, når de bruger mere stringente metoder,« siger Torben E. Lund og fortsætter: 

»Men selve metoden opfører sig faktisk helt som lovet, hvis man benytter de standardindstillinger, programmet selv foreslår.« 

LÆS OGSÅ: Penkowa-sagen: Sådan slipper fusk gennem videnskabelige tidsskrifter

Indstillinger bliver ændret

Torben E. Lund bliver bakket op af sin kollega Mikkel Wallentin, der også er lektor på Aarhus Universitets Center for Funktionelt Integrativ Neurovidenskab.

Selve fMRI-teknikken og de metoder, man bruger til at analysere skanningsbillederne, er der ikke i sig selv noget galt med.

Men det har længe været et problem, at fMRI-data nogle gange bevidst eller ubevidst bliver fejlfortolket, siger de to.

I nogle tilfælde laver forskere fejl, fordi de ikke har nok viden om de statistiske modeller, de bruger til at analysere deres fMRI-data.

Andre gange justerer de på deres statistiske analyser for at nå frem til et signifikant resultat.

LÆS OGSÅ: Fusker forskerne mere, end vi tror? 

Forskere går på fisketur

Problemet er velkendt i videnskabelige kredse. Det opstår, fordi forskere er under stort pres for at publicere deres resultater. Jo flere studier, de får publiceret, jo bedre er det for deres karrierer.

Men det kan være svært at få et studie optaget i et af de videnskabelige tidsskrifter, hvis det ikke har et signifikant resultat.

3D fMRI skanning hjernen

3D-skanningsbillede af Mikkel Wallentins hjerne, hvor han skiftevis bevæger den ene og den anden hånd i 20 sek. ad gangen, mens han bliver skannet. Den rødgule plet er hjernens håndområde for den højre hånd, den grønblå er for venstre hånd. De mindre grønne og røde pletter i panden og andre steder er fejlsignaler, som ikke skyldes hjerneaktivitet (falske positive). Diskussionen om fMRIs analysemetoder handler om, hvordan man indstiller sin analyse, så antallet af fejlsignaler minimeres. (Illustration: Mikkel Wallentin).

Derfor bliver forskere ind imellem fristet til at justere lidt hist og her for at få et resultat, de kan bruge til at fremme deres karriere. Nogle gange justerer de på analyseprogrammets indstillinger for at få et brugbart resultat.

»De analysemetoder, vi bruger, er sat op sådan, at der er nogle indstillinger, man typisk ville vælge, men der er alle muligheder for at ændre på indstillingerne, hvis der ikke kommer et resultat ved den indstilling, man startede med,« siger Mikkel Wallentin.

Andre gange går forskerne på statistisk fisketur, hvor de plukker de data ud, de kan bruge til at få et opsigtsvækkende resultat. Se et eksempel på en statistisk fisketur i boksen under artiklen.

LÆS OGSÅ: Offentligt betalte forskere pynter på resultater af forsøg med mennesker  

    Vær på vagt overfor enkeltstudier 

    Statistiske fisketure er ikke kun et problem, når man laver fMRI-skanninger, pointerer Mikkel Wallentin.

    »Det er ikke unikt for fMRI- studier - det gælder for mange videnskaber, at forskere finder på at gå på statistisk fisketur. Det er ofte den slags studier, der giver de opsigtsvækkende avisoverskrifter.«

    fMRI giver gode resultater, hvis teknikken bliver brugt korrekt, men de mest opsigtsvækkende fMRI-fund, som er baseret på enkeltstudier, bør man være på vagt overfor, anbefaler Mikkel Wallentin.

    »Jo mere spektakulære konklusioner, jo mere tvivlsomme er studierne,« siger Mikkel Wallentin og fortsætter: 

    »Man skal huske, at et videnskabeligt fund først er troværdigt, når det bliver gentaget flere gange af forskellige forskere. Hvis fundet kan gentages, er det næppe fordi, forskerne har været på fisketur hver gang.«

    RETTELSE: Forskerne Mikkel Wallentin og Torben E. Lund oplyste oprindeligt til Videnskab.dk, at der er publiceret over 400.000 fMRI-artikler siden 1991. De var nået frem til tallet ved at lave en PubMed-søgning. Desværre er de efterfølgende blevet gjort opmærksom på, at PubMed udvider sin søgning til at omfatte alle MRI-artikler. Kun 42.600 artikler i forskningslitterarturen handler om fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging), som er den gren af MRI, der er rejst kritik af . Tallet er nu rettet i artiklen. 

    Sådan går forskere på statistisk fisketur

    Et tænkt eksempel på en statistisk fisketur:

    • En gruppe forskere sætter sig for at bruge fMRI til at undersøge, hvad der sker i hjernen, når man kigger på et smukt maleri.
       
    • De skanner en gruppe forsøgspersoner bestående af både mænd og kvinder, mens de kigger på et kunstværk. En kontrolgruppe bliver skannet uden at blive eksponeret for maleriet.
       
    • Bagefter viser analyser, at der ikke er nogen signifikant forskel på signalerne på forsøgspersonernes og kontrolgruppens skanningsbilleder.
       
    • Det betyder, at forskerne ikke kan bruge forsøget til at udlede noget om, hvad der sker i menneskers hjerne, når de kigger på noget smukt.
       
    • Til gengæld opdager forskerne, da de kigger på de statistiske analyser af skanningsbillederne, at der er forskel på signalerne hos de mandlige og de kvindelige forsøgspersoner. Så begår de en videnskabsetisk synd: 
       
    • Selv om forskerne egentlig ikke har undersøgt kønnene adskilt, konkluderer de, at mænd og kvinder reagerer forskelligt på at se på noget smukt. På den måde har de fået et opsigtsvækkende resultat, der har større chance for at blive publiceret og få opmærksomhed.  

    Fisketure giver sensationelle overskrifter

    I de seneste år er der publiceret en del forskning om forskellen på kvinder og mænds hjerner, som alle er baseret på fMRI-skanninger, siger Mikkel Wallentin.

    Resultaterne vækker opsigt, men de kan sjældent gentages af andre forskere. Når de ikke kan gentages, er der en stor chance for, at de ikke holder vand.  

    »Der har været en masse artikler - hundredvis hvert år - som påstår det ene og det andet om mænds og kvinders hjerner. Den slags resultater cykler altid rundt i medierne, men de kan sjældent reproduceres,« siger Mikkel Wallentin.   

    I mange af de mest sensationelle studier har forskerne plukket de data, de skulle bruge for at få et signifikant resultat. 

    »Ofte er forskerne startet ud med at ville undersøge noget helt andet end eksempelvis forskellen på mænds og kvinders hjerner. De har lavet et eksperiment, hvor de ikke fandt noget. Så er de gået på fisketur i deres data,« siger Mikkel Wallentin og fortsætter:

    »Da de sikkert har delt deres forsøgspersoner op i mænd og kvinder fra starten, har de tænkt, at de lige kan se efter, om der er en forskel på kønnenes skanningsbilleder, selv om det egentlig ikke var det, de havde planlagt at undersøge. Men når man på den måde gør vold på de antagelser, man havde fra starten af, holder statistikken ikke længere.«

    Videnskab.dk Podcast

    Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

    Danske corona-tal

    Videnskab.dk går i dybden med den seneste corona-forskning. Læs vores artikler i temaet her.

    Hver dag opdaterer vi også de seneste tal.

    Dyk ned i grafer om udviklingen i antal smittede, indlagte og døde i Danmark og alle andre lande.

    Ny video fra Tjek

    Tjek er en YouTube-kanal om videnskab, klima og sundhed henvendt til unge.

    Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.


    Ugens videnskabsbillede

    Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om den 'sure' skildpadde her.