Det er blevet kaldt en ‘tankelæser’-maskine, der kan afsløre lige præcis, hvad du tænker på: Gud, smøger, sex eller selleri.
Hjerneskanningsteknikken fMRI - forkortelse for functional Magnetic Resonance Imaging - er de seneste årtier blevet udråbt til at skulle revolutionere hjerneforskningen.
Nu gør et nyt studie op med hypen omkring den udbredte teknik. Forskere fra Duke University i North Carolina, USA, har således påvist, at en stor bunke af de studier og observationer, der er lavet på baggrund af fMRI, ikke kan reproduceres.
I studiet, der er publiceret i Psychological Science, har forskerne testet, om de kunne genskabe fMRI-skanningerne fra 56 videnskabelige artikler og 2 forskellige hjerneforsknings-projekter, der har undersøgt hjernerne hos 65 personer i alt.
I meget få tilfælde kunne forskerne genskabe resultatet - det vil sige, at de ikke kunne måle den samme aktivitet i hjernen hos en person to gange i træk.
»Korrelationen (overenstemmelsen, red.) mellem én skanning og en anden er ikke engang udmærket, den er dårlig,« siger studiets hovedforfatter, Ahmad Hariri, til Duke Universitys universitetsmedie.
Studiet bliver dermed det seneste skud på stammen i en reproduktionskrise, der har ramt fMRI de senere år.
\ Hvad er fMRI?
fMRI står for functional Magnetic Resonance Imaging
fMRI viser, hvor i hjernen der er øget blodgennemstrømning, når forsøgspersoner
- tænker på noget bestemt, for eksempel mad, stoffer eller Gud
- ser på billeder, eksempelvis af sure ansigter, deres børn eller trafikuheld
- udfører bestemte opgaver, såsom at løse ligninger eller læse ord højt
Antagelsen er, at de signaler, der viser sig som røde pletter på et f-MRI skanningsbillede, viser, hvilke dele af hjernen der arbejder.
Studiet er del af en større krise
På Videnskab.dk skrev vi i 2016 om, at flere årtiers hjerneforskning kunne ende i skraldespanden, da et svensk studie havde fundet en fejl i de softwaresystemer, tusindvis af hjerneforskere brugte til at analysere fMRI-skanninger.
»Dengang var der tale om, at 30.000 studier skulle smides ud, men det endte vist ‘kun’ med at være en tiendedel,« fortæller Albert Gjedde, der er professor og forsker i hjerneforskningsenheden BRIDGE på Syddansk Universitet.
Han anerkender, at der siden 1990’erne har været en overdreven forventning til fMRI-skanninger, der har ledt til en del dårlig videnskab.
»Dengang (i 1990'erne, red.) blev det udråbt som det store vidunder, fordi det er en teknik, der er meget nem og relativ billig. Man kunne uden videre lave studier ved at sende folk ind i en skanner, trykke på en knap og få et sjovt resultat ud af det,« siger Albert Gjedde.
Tendens til overdrivelser og overfortolkning
Resultaterne af fMRI-skanninger er længe blevet tillagt meget mere vægt, end de kunne bære, siger Andreas Lieberoth, der er adjunkt i pædagogisk psykologi på Aarhus Universitet.
»Det er fortællingen om, at én fjer i skanneren bliver til fem høns i skolegården,« siger Andreas Lieberoth, der for ti år siden var begejstret over at bruge de imponerende skannere til sin egen ph.d. om læring.
I dag bruger han ikke fMRI, fordi han er blevet opmærksom på vanskelighederne ved at bruge teknikken som ‘tankelæser’, og derfor er han heller ikke overrasket over forskernes konklusioner.
Der har været en slags ‘guldfeber’ over fMRI-teknikken, siden den blev opfundet i 1990, men de seneste par år er feberen feset ud, fortæller Andreas Lieberoth.
»Det har haft en fantastisk dragende effekt, at man kunne forklare nærmest hvad som helst udfra en fMRI. De seneste par år er det dog blevet modbevist i forskningen, men populær-fortællingerne om fMRI er ikke helt stoppet,« vurderer Andreas Lieberoth.
fMRI: Gode historier vinder over god videnskab
Begejstringen for fMRI har i mange år ledt til, at konklusionerne i mange studier er blevet overdrevet og overfortolket af medier og tidsskrifter især, men i nogle tilfælde også af forskerne selv, tilføjer Andreas Lieberoth.
Også Torben Ellegaard Lund, lektor i neurovidenskab, der netop forsker i fMRI, peger på, at den gode historie - selv i meget prestigefyldte tidsskrifter - ofte vinder over god videnskab, når der arbejdes med fMRI:
»Jeg kan kun opfordre til, at man (som forsker, red.) tager sig tid til at undersøge, om ens effekter lader sig reproducere, før man beslutter sig til at fortynde verdenslitteraturen med endnu et fMRI-studie,« skriver han på en mail til Videnskab.dk.
‘The God Spot’, døde laks og hjerneforskningens forførelse
Et klassisk eksempel på den gode fMRI-historie er et studie fra 2006, der proklamerede at have fundet ‘the God Spot’ i hjernen gennem fMRI - altså, det sted i hjernen, der kunne forbindes til religiøse tanker. Men den slags studier er blevet tilbagevist flere gange.
I et andet eksempel fra 2009 publicerede en gruppe forskere et skørt studie, hvor de havde fundet aktivitet i hjernen hos en død laks. Studiet vandt i 2012 den særlige Ig-Nobel Pris, som gives til skæve forskningsresultater.
Studiet blev lavet for at understrege, hvor nemt man kunne finde sjove - men ligegyldige - resultater gennem fMRI.
»De sidste 30 år har det jo været hjernens årti, og vi har bare været enormt hurtige til at lade os forføre af hjerneforskning,« pointerer Andreas Lieberoth, der fortæller, at der netop er et helt forskningsfelt, der beskæftiger sig med ‘hjerneforskningens forførelse’.
Et markant studie fra forskningsfeltet er ‘The Seductive Allure of Neuroscience Explanations’ fra 2009, der peger på, at de fleste mennesker har nemmere ved at forstå og lade sig overbevise af et visuelt hjerneskanningsbillede end af kringlede videnskabelige argumenter.
Mangel på ekspertise er et problem
Krisen og kritikken betyder dog ikke, at fMRI-teknikken er totalt ubrugelig.
Problemet er paradoksalt nok, at fMRI-skanningerne er så nemme at lave, at meget af den forskning, der er lavet på baggrund af skanningerne, ikke er blevet fulgt op af den rette ekspertise, mener Albert Gjedde:
»De, der fortolker fMRI, er ikke altid de mest erfarne. Ofte har man bare skullet bruge en tam fysiker og en tam psykolog, og så har man lavet et studie. Men selvom teknikken er nem at bruge, så kræver tilrettelægningen og fortolkningen en ekspertise, som meget få har,« siger han.
Mange forskere misforstår fMRI
Helt konkret afhænger en fMRI-skanning af forholdet mellem to uafhængige begivenheder i hjernen, hvilket giver et samlet resultat, der er kendt som BOLD-signalet.
De to begivenheder er ændringen af blodgennemstrømningen og ændringen af iltforbruget i hjernen.
Når der sker en ændring i forholdet mellem de to ting, vil det vise sig på skanningsbilledet, og det er den ændring, der ofte får forskere til at (fejl)fortolke, at der er et sted i hjernen, der er særlig aktivt, hvis du eksempelvis, bliver bedt om at tænke på Gud.
Men BOLD-signalet er meget mere kompliceret, end hvad mange forskere gør det til.
»Problemet er, at det ikke er nemt at afgøre, hvad iltforbruget og blodgennemstrømningen betyder for resultatet på skanningsbilledet. Det er en mere eller mindre kendt svaghed ved fMRI, som man godt kan få styr på, men ikke alle forskere er lige gode til det,« siger Albert Gjedde.
fMRI er påvirket af verden omkring
Derudover er hjernens blodgennemstrømning og iltforbrug, som de vises i en fMRI-skanning, ikke bare forstenet og upåvirket af den omkringliggende verden, og netop derfor kan det være svært at reproducere resultaterne, som det illustreres i det nye studie.
Albert Gjedde forklarer:
»Hvis én eller flere testpersoner for eksempel lige har været på en bjergvandring, vil det have effekter, både på blodgennemstrømningen og iltforbruget, som vil vise sig på skanningsbilledet, men hvis forskeren ikke er klar over, at personen lige har været på en bjergvandring, vil forskeren ikke være opmærksom på effekterne.«
Derfor kræver det en masse viden om testpersonernes liv og omstændigheder, hvis man skal have god forskning ud af fMRI, og det bliver ofte forsømt.
»Man skal være opmærksom på, hvad tid på dagen skanningen foretages, hvor gamle testpersonerne er, hvordan deres hjerte har det og alle mulige andre ting, der kan påvirke de to parametre under skanningen. Derfor ser vi ofte, at skanningerne er så svære at reproducere,« fortæller Albert Gjedde.
Torben Ellegaard Lund fra Aarhus Universitet mener også, at det er en udfordring at genskabe de samme resultater i en skanning, hvis andre omstændigheder i testpersonernes liv - som en bjergvandring - ikke også gentages.
Han tilføjer, at det også kan påvirke skanningerne, hvis testpersonerne eksempelvis ligger i en skanner for første gang, hvilket er en mærkelig situation, og derfor kan det være en udfordring at genskabe de samme resultater næste gang.
\ fMRI og MRI er IKKE det samme
En fMRI-skanning er ikke det samme som en MRI-skanning, man får på hospitalet.
Teknikkerne bygger på de samme principper, men de måler forskellige ting.
- MRI-skanninger giver et billede af de grundlæggende anatomiske strukturer i hjernen.
- fMRI-skanninger måler for øget blodgennemstrømning, der finder sted i hjernens anatomiske struktur
Slut med den sensationelle fMRI-forskning
fMRI-teknikken fungerer, men er altså ikke det vidunder, som den er blevet gjort til. Derfor kræver den i lige så høj grad som alle andre værktøjer, at forskeren gør sit arbejde.
»I mange år har der været tendens til, at man lagde folk ind i skanneren, påvirkede dem på en eller anden måde, og så noterede man sig, hvor i hjernen der skete noget sjovt,« fortæller Albert Gjedde.
»Grundlæggende handler det om, at man opstiller sig en fornuftig hypotese om, hvad man helt konkret forventer, at der skal ske i hjernen, når man påvirker testpersonerne, mens de er i skanneren, og så efterprøver den hypotese,« tilføjer Albert Gjedde.
Torben Ellegaard Lund håber også, at tiden er ved at løbe fra de sensationelle overskrifter, der skrives på baggrund af tvivlsom fMRI-forskning.
»Det ville være skønt med en verden, hvor videnskabeligt 'impact' blev vægtet på, hvor godt ens bemærkelsesværdige fund lod sig reproducere, snarere end hvor god en historie man kan fortælle, og hvor ofte historien bliver citeret,« skriver han i en mail.
»Kaster mig selv under bussen«
Forskerne bag det nye studie fra Duke University bruger selv fMRI-skanning i deres forskning. Derfor påpeger de også, at det nye studie i højere grad er lavet for ‘redde’ fMRI-teknikken end for at vise, at teknikken ikke kan bruges til noget.
»Det her er mere relevant for mit eget arbejde end nogen som helst andens,« siger studiets hovedforfatter, Ahmad Hariri, til Duke Universitys universitetsmedie, Duke Today.
»Jeg er selv en del af fejlen. Jeg kaster mig selv under bussen her. Men hele forskningsfeltet med fMRI kan uddø, hvis vi ikke adresserer de alvorlige begrænsninger i teknikken,« tilføjer Ahmad Hariri, der er professor i neurovidenskab på Duke University.
Han suppleres af professor og hjerneforsker ved Stanford University, Russell Poldrack, der ikke har været en del af det nye studie:
»Der er tre ting, du kan gøre. Du kan give op overfor det hele, du kan stikke hovedet i sandet (og lade som om, at intet har ændret sig), eller du kan kaste dig ud i det og prøve at løse problemerne,« siger Russell Poldrack til Duke Today.
