Achter de schermen bij hersenonderzoek

Israëlische onderzoekers lieten 108 deelnemers een goktaak uitvoeren terwijl hun hersenactiviteit gemeten werd. De proefpersonen werden gepresenteerd met verschillende gok-opties, zoals ‘Je hebt vijftig procent kans om twaalf euro te winnen en vijftig procent kans om elf euro te verliezen. Waag je deze gok?’. De hersenscans werden vervolgens gedeeld met zeventig teams over heel de wereld, met de vraag om negen vooraf gedefinieerde onderzoeksvragen te toetsen op basis van de fMRI-beelden. Men vroeg zich bijvoorbeeld af of de amygdala, een hersengebied dat een robuuste activatie vertoont bij gevoelens van vrees en angst, meer activiteit vertoont bij het presenteren van grotere verliezen. Wat blijkt? Dezelfde gegevens kunnen leiden tot verschillende uitkomsten. Opvallend was dat de tussentijdse resultaten wel vrij consistent waren. Zelfs zeer soortgelijke tussentijdse resultaten kunnen dus leiden tot verschillende antwoorden op onderzoeksvragen.

Doorslaggevende factoren

Hoe valt deze variabiliteit te verklaren? Senne Braem werkte vanuit een team van de UGent mee aan het onderzoek en geeft een woordje uitleg: ‘Bij dit soort analyses krijgen we ruwe data binnen. Om die goed te kunnen analyseren, moeten we ze eerst ‘opschonen’, maar er zijn verschillende manieren om dat te doen. Zo zorgde de mate waarin de teams controleerden voor variabiliteit in het signaal (bijvoorbeeld door de gegevens ‘glad te strijken’) voor verschillende antwoorden op de onderzoeksvragen. Daarnaast kunnen hoofdbewegingen in de scanner ruis veroorzaken in de data. De mate waarin onderzoekers ervoor kozen om te corrigeren voor die hoofdbewegingen, kan ook een deel van de verschillen verklaren. Ten slotte speelde de statistische software die men gebruikte bij de analyse een rol.’

Beperkingen

Er zijn grenzen aan wat er al gekend is over ons brein. Bij een vraag zoals 'als ik mijn rechterhand beweeg, zal de linker motor cortex dan oplichten?' zal 99 procent van de onderzoekers daar volgens Braem ‘ja’ op antwoorden. ‘Zoiets zien we herhaaldelijk terugkomen en daar is een grote consensus over.’ De hypotheses die in deze studie getoetst werden, waren echter niet zo eenduidig. Zo onderzochten de teams bijvoorbeeld of de mate waarin mensen verliezen bij een goktaak gereflecteerd werd in de activiteit van de amygdala, die geactiveerd wordt bij angst. Zoiets onderzoeken in de hersenen is niet simpel: ‘Het is één ding om mensen bang te maken met een elektrisch schokje of een enge stimulus, maar het is iets anders om dat na te gaan bij een activiteit waarbij mensen winst of verlies evalueren.’

Ook individuele verschillen worden steeds meer erkend en kunnen problematisch zijn voor onderzoek. ‘Als je iemand test op verschillende dagen, is de correlatie tussen datasets van dezelfde persoon zeer zwak’, duidt Braem. ‘Op zich niet verwonderlijk, maar door dat soort onderzoek stuit men steeds meer op beperkingen waarmee we rekening moeten houden in klinische studies.’

Transparantie

Hersenonderzoekers beseffen wel degelijk dat de variabiliteit in het onderzoeksveld een probleem is, en er wordt dan ook hard aan gewerkt. Deze studie toont nog maar eens aan hoe belangrijk het is om transparant te zijn over je hypotheses en manieren waarop je de data analyseert. Ook meta-analyses, waarbij men verschillende onderzoeken over hetzelfde thema naast elkaar legt, zijn een enorme meerwaarde. Wat daarnaast in opmars is, is het idee van ‘multiverse analysis’: onderzoekers analyseren data op verschillende manieren, die ze allemaal rapporteren (dus niet enkel degene waarbij de resultaten goed uitkomen). Daarnaast evalueren ze tijdens het analyseren hoe afhankelijk de resultaten zijn van alle tussenstappen. Het probleem is dat zoiets veel tijd vraagt, en onderzoekers zijn niet altijd goed geïnformeerd. Daarom zijn wetenschappers volop bezig met het ontwikkelen van tools om ‘multiverse analysis’ gemakkelijker te maken.

Een stap terug en een stap vooruit

‘Hersenonderzoek moeten we altijd met een korrel zout nemen, want het staat nog in zijn kinderschoenen’, zegt Braem. ‘Het is een jonge wetenschap en de fMRI-techniek is nog niet zo oud. De meeste mensen die voor het eerst statistische pakketten ontwikkelden of er toonaangevende papers over schreven, komen we nu nog tegen op congressen. Tegelijkertijd is het een zeer beloftevolle wetenschap. Gaandeweg ontdekken we waar fMRI goed en minder goed voor is. Voor bepaalde hersengebieden beginnen we duidelijke patronen te zien en kunnen we eenduidige theorieën naar voor schuiven.’

Deze studie is in zekere mate een stap terug, maar ook een stap vooruit. Het idee van variabiliteit in hersenonderzoek is niet nieuw, maar iets wat wetenschappers al lang vermoeden: keuzes onderweg hebben invloed op de uiteindelijke conclusie die je maakt. Toch is Braem optimistisch. ‘Hersenonderzoekers zijn enorm hard bezig met studies die transparantie bevorderen naar andere wetenschappers en naar het publiek.’ Wees dus bedachtzaam als je papers leest over hersenonderzoek, maar gooi ze zeker niet in de vuilnisbak.

Bron: Nature