Первая статья проекта MyConnectome

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.

Ссылка на статью (и видео-абстракт!): T. Laumann et al. (2015) Functional System and Areal Organization of a Highly Sampled Individual Human Brain.
http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896−6273(15)00600−5

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/

Приятных вам связей, #горячиеюныекогнитивные!


Google Scholar button

Новый удобный инструмент от Google -- Google Scholar Button для Chrome.

Позволяет искать статьи одним нажатием кнопки. Поисковый запрос вводится либо вручную, либо просто выделением текста в браузере.

Способ применения #1.

1. Найти интересную ссылку, читая что-то в браузере.

2. Выделить название/авторов/whatever.

3. Нажать на Scholar-кнопку.

4. Перейти сразу к тексту статьи.

Screen Shot 2015-04-09 at 10.30.07

Способ применения #2.

1. Захотеть полную ссылку на некую статью.

2. Полениться открывать reference manager.

3. Нажать на Scholar-кнопку, ввести запрос в поисковую строку.

4. Нажать на значок кавычки -- получить ссылку в APA-формате.

Screen Shot 2015-04-09 at 10.41.31

Вот так просто. Никаких ctrl+c ctrl+v и переходов на сайт Google Scholar -- все под рукой.


Зеркальные нейроны

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.

Статья в Current Biology -- www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982213013262


Чем определяется влияние генов на успешную сдачу экзаменов?

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.jpg
Результаты 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:

  1. 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
  2. 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
  3. Статья про это исследование на Элементах: http://elementy.ru/news/432 343
  4. 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
  5. За ссылку на статью спасибо Дайджесту психологических исследований: http://vk.com/wall-41 240 468_1164

Nature открывает доступ к статьям Нобелевских лауреатов

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.


Байесовский критерий оценки успешности репликаций

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.

Статья: http://psycnet.apa.org/journals/xge/143/4/1457/

Препринт в pdf: Verhagen_Wagenmakers_2014_Bayesian_Replication.

Фото: представители издательства Springer на VSS-2014 (courtesy of Ch. Chabris)

04082014


Журнальный клуб 3 августа

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 grant@cogitoergo.ru

01082014

Текст статьи: JC_Ederetal