Uso de imágenes cerebrales para descifrar el misterio del comportamiento humano

Crédito: Alban Kakulya / 2020 EPFL

En el Laboratorio de Procesamiento de Imágenes Médicas, Dimitri Van De Ville y Thomas Bolton han estudiado el impacto que tienen las imágenes computacionales en la neurociencia cognitiva y clínica revisando más de cien artículos.

¿Cómo se relacionan el comportamiento humano y la actividad cerebral? Esa pregunta ha estado carcomiendo a Thomas Bolton desde que comenzó su doctorado. Para tratar de encontrar la respuesta, ha revisado y resumido los estudios científicos más recientes sobre cómo se analizan los datos de la resonancia magnética funcional (fMRI), una técnica para monitorear la actividad de todo el cerebro a lo largo del tiempo. Además de las lecciones aprendidas de su tesis, el Ph.D. El estudiante pudo aprovechar los conocimientos clínicos y técnicos de sus colegas Elenor Morgenroth y Maria Giulia Preti.

«Nuestro objetivo era ver dónde están las cosas ahora y sugerir vías para futuras investigaciones», dice Bolton. . «Queríamos descifrar el misterio que envuelve las técnicas analíticas de vanguardia y mostrar cómo caracterizan los diversos aspectos del comportamiento humano». El artículo resultante se ha publicado en Trends in Neurosciences.

Cerrar la brecha entre la ciencia y los usuarios

Bolton, junto con el profesor Dimitri Van De Ville, revisó la literatura más reciente sobre imágenes cerebrales. y se le ocurrió un resumen original basado en el consenso para la comunidad de neurociencias. «La mayoría de los nuevos enfoques se basan en el procesamiento de señales, el aprendizaje automático o el modelado de redes», dice Van De Ville. «Tenemos que cerrar la brecha entre estos tipos de ciencia de datos y los usuarios actuales y futuros, que pueden ser neurocientíficos o médicos. Los investigadores observan cada vez más comportamientos humanos más sutiles que cambian con el tiempo, como las emociones. Eso implica el uso de técnicas que pueden muestran fluctuaciones coherentes y espacialmente distribuidas en la actividad cerebral». Bolton agrega: «En lugar de ampliar las matemáticas complejas inherentes a los métodos descritos en los artículos, nos enfocamos en hacerlos comprensibles».

La crisis de replicación

Los dos investigadores de la EPFL La Escuela de Ingeniería hizo varios hallazgos importantes. Descubrieron que los investigadores no siempre obtienen resultados equivalentes a partir de datos similares. Esto se debe a que los análisis complejos a menudo conducen a conclusiones ambiguas. Como dice Van De Ville: «Se pueden usar varias técnicas diferentes para responder preguntas similares. Y esas técnicas son tan complejas que las hipótesis pueden quedar ocultas, lo que hace que los estudios sean difíciles de comparar. Los datos y las aplicaciones a menudo se hacen públicos, pero la las técnicas subyacentes necesitan ser más entendidas».

El estado de alerta, por ejemplo, está vinculado a una serie de aspectos de nuestro comportamiento y provoca fluctuaciones generalizadas en la actividad cerebral. Esto no se manifiesta en absoluto con algunas técnicas, pero puede afectar claramente los resultados de otras. «Es por eso que a veces terminamos con hallazgos muy diferentes», explica Van De Ville. Bolton dice: «Esperamos que en el futuro, los investigadores trabajen más en colaboración y adopten un enfoque más comparativo. Si somos más consistentes en la selección de técnicas de análisis de datos, será más fácil comprender las diferencias entre los estudios».

Seleccionando árboles en un bosque

Su estudio también arroja luz sobre la falta de enfoques causales. «Es difícil estimular o modular la actividad cerebral en humanos, por lo que los estudios aún tienden a ser correlacionales», dice Bolton. Pero, según Van de Ville, “ahora podemos caracterizar algunos cambios de comportamiento, como los relacionados con la depresión o el autismo, por ejemplo, en función de la activación cerebral, lo que permite verificar hipótesis sobre el funcionamiento general de nuestro cerebro. Es un largo camino, pero estamos avanzando un pequeño paso a la vez».

Por último, Van De Ville cree que una mejor comprensión de los métodos de trabajo involucrados les dará a los investigadores una mayor comprensión de las preguntas que realmente se pueden responder: «La ciencia de datos es un campo que se mueve rápidamente y, a veces, es difícil para neurocientíficos para mantenerse al día. Este artículo debería facilitarles la selección de algunos de los árboles en el bosque».

Explore más

La crisis de reproducibilidad podría estar en su software Más información: Thomas AW Bolton et al. Aprovechar el comportamiento humano multifacético y la psicopatología utilizando la dinámica cerebral fMRI, tendencias en neurociencias (2020). DOI: 10.1016/j.tins.2020.06.005 Proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Cita: Uso de imágenes cerebrales para perforar el misterio del comportamiento humano (2020, 17 de julio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https: //medicalxpress.com/news/2020-07-brain-imaging-pierce-mystery-human.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.