Прошлая неделя выдалась продуктивной для исследователей коннектома человека. Во-первых, в Neuron вышла удивительная статья от группы Рассела Полдрака по результатам проекта MyConnectome (http://myconnectome.org/).
На протяжении 76 недель (!), три раза в неделю (!) сам Рассел Полдрак проводил время в сканере, собирая данные о своем мозге (фМРТ с классическими задачами и в состоянии покоя). В результате в распоряжении исследователей оказалось огромное количество данных об одном-единственном мозге. С помощью этих бесценных данных стало возможным в том числе проанализировать, насколько парцелляция на основе состояния покоя соответствует активациям, полученным у того же испытуемого при выполнении задаы, а также проверить, насколько стабильны результаты от сессии к сессии у одного и того же испытуемого. Подробнее об исследовании можно прочесть в статье, или посмотреть в замечательном видео-абстракте, но основные результаты показали, что в целом возможно восстановить стабильную и подробную картину функциональной структуры индивидуального мозга, и эта картина в чем-то будет отличаться от групповой (почему -- отдельный вопрос), но для составления такого «портрета» необходимо гораздо больше данных, чем принято записывать в классических фМРТ-парадигмах. Кроме того, отмечено, что источники изменчивости в данных различаются при внутрииндивидуальном и межиндивидуальном анализе.
И десерт. Вышел совершенно чудесный тулбокс для анализа связей мозга (connectivity). Он называется Multimodal Imaging Brain Connectivity Analysis toolbox (MIBCA) и позволяет проводить анализ мультимодальных данных в одной среде от начала и до конца, что раньше было практически невозможно. Тулбокс и подробности можно найти здесь: www.mibca.com/, а статью с описанием методов -- здесь: peerj.com/articles/1078/
В Сurrent Biology вышел замечательный короткий обзор по зеркальным нейронам (открытый доступ!).
В центре внимания -- отделение экспериментально подтвержденных фактов от мифов и спекуляций. Отдельно стоит отметить несложную математику: всего по ключевым словам «mirror neuron (s)» в PubMed зарегистирировано более 800 статей. Из них действительно точно о зеркальных нейронах (т.е. электрофизиологические исследования) -- 25. Большая же часть статей -- это исследования людей, в основном с помощью фМРТ. И здесь важно помнить, что наличие у людей зеркальных нейронов еще нужно доказать.
Несмотря на то, что вроде бы зоны активации, полученные в фМРТ исследованиях мозга людей, пересекаются с аналогичными зонами, в которых были найдены зеркальные нейроны у макак, нельзя забывать, что фМРТ показывает результаты на уровне популяции, а электрофизиология -- на уровне клетки. Вполне возможно, что статистически значимая активация популяции включает в себя нейроны, сами по себе значимо не модулирующие. Кроме того, не стоит забывать, что в в большей части фМРТ-исследований не проводится контроль с самостоятельным движением (совершается только наблюдение за действием, но не его исполнение), что также может привносить активацию не-зеркальных нейронов в полученные результаты.
Одна из устоявшихся техник для выделения в фМРТ отдельных нейронных популяций -- парадигма подавления повторения (repetition suppression). Мы знаем, что при повторном предъявлении стимула с определенной характеристикой интенсивность нейронного ответа (и -- скорее всего -- BOLD-ответа) снижается. Следовательно, если в коре есть популяции, снижающие BOLD-ответ как при наблюдении за действием с последующим его исполнением, так и при исполнении его с последующим наблюдением, это будут популяции зеркальных нейронов. Таких исследований существует 5, из них лишь 3 с положительным результатом. Правда, есть вероятность, что зеркальные нейроны не проявляют адаптации к повторению, но это еще тоже нужно исследовать.
Мораль проста: можно очень красиво разговаривать о том, что зеркальные нейроны способствовали развитию нашей культуры и вообще являются источником всего человеческого. Но нужно помнить, что найдены они в у обезьян, а в мозге человека мы только пытаемся их найти и разгадать.
Неплохой способ занять себя в субботу за кофе — почитать интересную статью. Например, статью «The high heritability of educational achievement reflects many genetically influenced traits, not just intelligence», опубликованную 6 октября в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS. В работе команды исследователей из разных стран анализировался вклад различных факторов в наследуемость результатов стандартизированного тестирования в английских школах (General Certificate of Secondary Education, GCSE).
Предыдущее исследование с помощью близнецового метода показало, что показатели GCSE действительно частично определяются генетическими факторами — у монозиготных близнецов корреляции средних оценок GCSE составляют 0.88, у дизиготных одного пола — 0.62. По одному из принятых вариатов расчета, можно оценить вклад наследуемости в корреляцию признаков как 2*(0.88−0.62) = 0.52. Но чем именно определяется этот вклад — неизвестно.
Почему это важно? Представьте, что исследователи обнаруживают, что показатели по ЕГЭ по математике на 80% определяются вкладом генов. Это может значить, что наследуются генетические различия по способности к решению математических задач, может значить, что наследуется стрессоустойчивость, а может значить, что влияет устойчивость к разного рода заболеваниям, которая определяет, как часто ученик пропускает занятия, что в свою очередь влияет на уровень его подготовки.
Замечу на полях, что интуивные высказывания типа GCSE на 52% определяется генами — неправильны, речь идет о вкладе наследуемости в корреляцию. И когда на Элементах пишут фразы типа «К примеру, наследуемость роста составляет 76%, а наследуемость цвета глаз — почти 100%. Таким образом, цвет глаз зависит почти исключительно от генов, а вот на рост влияют также и факторы внешней среды (хотя их влияние в этом случае слабее, чем влияние генов)» это журналистская неточность (может цвет глаз и зависит почти исключительно от генов, но показатель наследуемости сам по себе об этом ничего не говорит).
Так вот задачей нового исследования была оценка вклада 9 групп показателей в наследуемость GCSE: интеллекта, само-эффективности, школьного и домашнего окружения, здоровью, поведения в школе и дома, «личности», и так далее. Основной результат — на картинке ниже:Вклад групп показателей в наследуемость GCSE. Красный — вклад генетических факторов, светло-синий — общей среды, темно-синий — все остальное. Картинка из статьи: www.pnas.org/content/111/42/15 273/F2.large.jpgРезультаты достаточно интересные, хотя и предсказуемые — не только общие показатели интелекта (были включены матрицы Равена и тест на вербальный интеллект), но и практически все остальное коррелирует с оценками GCSE. Однако если внимательно просмотреть статью (в такого рода исследованиях очень часто все самое интересное — в приложениях), то окажется, что как и во многих других корреляционных исследованиях оценки по 9 группам показателей коррелируют между собой. И эта внутренняя корреляция исследователями не учитывалась, а значит непонятно, какова вероятность того, что полученные данные по корреляции, например, «личности» с GCSE объясняются корреляцией «личности» с интеллектом.
Кроме того, тем, кто интересуется близнецовым методом и вкладом генетических факторов в разного рода показатели «социальной успешности», к которым во многом относится и GCSE, важно помнить про стандартную критику: предположение о том, что для монозиготных близнецов вклад социальных факторов (семьи, окружения, и т. п.) равен вкладу социальных факторов для дизиготных близнецов сомнительно. Например, поскольку монозиготные близнецы физически более схожи, другие люди могут относится к ним более одинаково. Подробнее про такого рода влияния можно почитать, например в работе «Rethinking Twins and Environments: Possible Social Sources for Assumed Genetic Influences in Twin Research».
Хороших выходных!
Ссылки:
Krapohl et al. The high heritability of educational achievement reflects many genetically influenced traits, not just intelligence PNAS 2014 111 (42) 15 273−15 278; published ahead of print October 6, 2014, doi:10.1073/pnas.1 408 777 111. URL: http://www.pnas.org/content/111/42/15 273.abstract
Shakeshaft NG, Trzaskowski M, McMillan A, Rimfeld K, Krapohl E, et al. (2013) Strong Genetic Influence on a UK Nationwide Test of Educational Achievement at the End of Compulsory Education at Age 16. PLoS ONE 8(12): e80341. doi:10.1371/journal.pone.80 341. URL: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.80 341
Horwitz et al. Rethinking Twins and Environments: Possible Social Sources for Assumed Genetic Influences in Twin Research. Journal of Health and Social Behavior, Vol. 44, No. 2 (Jun., 2003), pp. 111−129. URL: http://www.jstor.org/stable/1 519 802
В честь Нобелевской премии по медицине и физиологии, полученной Джоном О’Кифом, Мэй-Бритт Мозер и Эдвардом Мозером, Nature на месяц открывает доступ к основным их статьям о позиционной системе мозга.
Открытия Нобелевских лауреатов значительно повлияли на развитие нейронауки и на понимание связи работы нейронов с поведением. Фактически, благодаря им мы получили надежду познать вычислительные принципы, лежащие в основе функционирования мозга. Эту литературу хотя бы в общих чертах нужно знать обязательно.
Всем интересующимся новыми развивающимися практиками в психологии, и в первую очередь репликационным движением: в JEP вышла замечательная статья «Bayesian tests to quantify the result of a replication attempt».
Авторы (Josine Verhagen, Eric-Jan Wagenmakers) предлагают довольно элегантный метод определения того, успешна ли попытка репликации, основанный на байесовской логике и рассматривающий в качестве нуль-гипотезы отсуствие эффекта, а в качестве альтернативной гипотезы — апостериорное распределение на размер эффекта, полученный в исходном эксперименте. Разумеется, новый метод гораздо более корректен, чем простое сравнение значений p (хотя бы потому что обходит проблему низкой статистической мощности исходного исследования). Более того, у этого метода есть преимущества по сравнению с предыдущими психологическими адаптациями байесовского метода проверки гипотез, при которых альтернативная гипотеза формулировалась, фактически, произвольно.
Две трети лета пережито, а Журнальный клуб TCTS продолжает встречаться!
В это воскресенье читаем статью «The Prepared Emotional Reflex: Intentional Preparation of Automatic Approach and Avoidance Tendencies as a Means To Regulate Emotional Responding» (Eder, Rothermund, 2010). Как всегда, желающие подключиться да напишут на ">
Wiley открыл бесплатный доступ к свежему выпуску журнала «Year in Cognitive Neuroscience» (Annals of the New York Academy of Sciences) на ближайшие 28 дней.
Это, конечно, не совсем Open Science, но все равно приятно.
На Open Science Framework опубликован список психологических журналов, участвующих в движении пререгистрации.
Там же можно найти ссылки на материалы, подробно рассказывающие о пререгистрации, и детальный FAQ. Если вам нравится идея обсудить исследование с рецензентами, получить принципиальное согласие на публикацию, а уже потом написать статью по существующему плану и отдать ее в печать вне зависимости от результатов — эта новость для вас.
Обязательно почитайте эту статью. Карл Фристон под видом вредных советов для рецензента разбирает ряд мифов, которые существуют по поводу статистики и проверки гипотез.
Полезно и весьма. Читать всем, кто подает статьи в западные журналы.