神经科学发现的可重复脑成像的下一个前沿

　　儿童心理研究所在《Nature Human Behaviour》杂志上发表了一篇论文，详细介绍了他们的开创性研究，题为“超越静息状态功能脑成像的处理和分析相关变化”。

　　

儿童心理研究所在《Nature Human Behaviour》杂志上发表了一篇论文，详细介绍了他们的开创性研究，题为“超越静息状态功能脑成像的处理和分析相关变化”。

该研究确定了功能性磁共振成像(fMRI)用于理解大脑功能和行为的可重复性和标准化方面的重大挑战，并提出了具体的解决方案，以推动该领域的研究成果转化为现实世界的影响。

该研究由儿童心理研究所首席科学官Michael P. Milham医学博士和儿童心理研究所数据分析、创新和严谨性中心的研究科学家兼主任Gregory Kiar博士领导，以及一个多元化的国际合作者团队。

本文批判性地评估了fMRI数据分析中的预处理管道，这些广泛使用的软件工具通过自动化基本分析任务增加了fMRI研究领域的参与度。

研究发现，五种流行的管道之间只有适度的一致性:青少年大脑认知发展fMRI管道(ABCD-BIDS);连接体计算系统;儿童心智研究所开发的用于分析连接体默认管道的可配置管道(C-PAC: default);静息态fMRI数据处理助手(DPARSF)和fMRIPrep长期支持版本(fMRIPrep- lts) -当给定相同的数据。

这种可变性显著影响了全脑关联研究结果的可靠性，这对于理解脑功能和行为的个体差异至关重要。这一点尤其令人担忧，因为研究人员通常认为这些管道是可以互换的。

“关键的是，我们发现我们对大脑的了解可以根据我们选择的管道而发生重大变化，”Kiar博士说。“最令人痛心的发现是，管道之间的低一致性也影响了我们根据预处理数据得出的结论。如果我们希望我们的工作转化为现实世界中的理解和关怀，我们必须认识到这一点并采取行动。”

主要结论:

1. 管道之间的适度一致性:研究表明，即使使用相同的数据，不同的预处理管道也会产生不同的结果。这是实现fMRI研究可重复性的一个重大挑战。

2. 对科学见解的影响:预处理步骤的差异可能导致识别大脑行为关联的结果不一致。这种不一致尤其令人担忧，因为神经科学界的目标是将这些发现转化为临床应用。

3. 数据质量和管道差异:高质量数据的分析差异更为明显。随着数据收集的优化，管道将成为产生研究结果的下一个障碍，这些发现可以在不同的研究中重现。

4. 标准化建议:该领域必须采用标准化的方法和透明的报告实践。这包括详细说明所有数据处理步骤，包括使用的软件版本和具体参数。

“这项研究强调了数据处理的可靠性和标准化的重要性，”Milham博士说。“可重复性对科学进步至关重要，而在脑成像领域实现可重复性是极其困难的。这项研究花费了大量的时间和精力来揭示对可重复性的常见威胁，并重现该领域使用的常用工具。这将降低每个人的门槛，推动我们迈向下一步。”

Milham博士、Kiar博士和他们的团队提出，通过标准化和明确的方法报告来改善管道间协议(IPA)对该领域的发展至关重要。

他们提倡在每个出版物中记录所有与管道相关的决策、设置和版本，并在分析中使用替代管道，以确定管道间的可变性是否影响研究结果。儿童心理研究所的C-PAC可配置管道允许多个管道在一个包中进行比较，并可用于此目的。

在fMRI领域再现性危机的“下一个前沿”，建立一个强有力的共识并采取积极行动，将使研究人员更好地准备利用改进的数据质量的力量，并开创一个关于大脑和人类行为的强大而持续的洞察时代。