Chiar și imaginile creierului pot fi părtinitoare

Un număr uimitor de lucruri pe care oamenii de știință le știu despre creier și comportament se bazează pe grupuri mici de înalt educați, majoritatea albi cu vârste cuprinse între 18 și 21 de ani. Cu alte cuvinte, acele concluzii se bazează pe studenți.

Studenții fac o populație convenabilă de studiu atunci când ești cercetător la o universitate. Este un eșantion părtinitor, dar unul care este încă util pentru unele tipuri de studii. Ar fi ușor de crezut că, pentru studiile despre, să zicem, cum se dezvoltă creierul tipic, un creier este doar un creier, indiferent de cine se află craniul în care se află. Un eșantion părtinitor nu ar trebui să conteze cu adevărat, nu?

Gresit. Studiile bogate în creiere bogate și bine educate pot oferi o imagine a dezvoltării creierului care este inexactă pentru populația americană în general, a constatat un studiu recent. Rezultatele oferă un argument puternic pentru ca oamenii de știință să acorde mai multă atenție pe cine, exact, studiază în experimentele lor de imagistică a creierului.

Este „o dovadă solidă care arată că cei dintre noi în neuroimagistică trebuie să facem o treabă mai bună gândindu-ne la eșantionul nostru, de unde provine și cui ne putem generaliza descoperirile”, spune Christopher Monk, care studiază psihologia și neuroștiința la Universitatea din Michigan din Ann Arbor.

Noul studiu este un exemplu a ceea ce se întâmplă atunci când experimentele epidemiologice – studii de tipare de sănătate și boli – se lovesc de studiile de imagistică cerebrală. „În epidemiologie ne gândim foarte mult la compoziția probei”, notează Kaja LeWinn, epidemiolog la Universitatea din California din San Francisco. Cine face parte din studiu, unde trăiesc și ce fac este crucial pentru a afla cum se răspândesc tiparele bolii și ce contribuie la o sănătate bună. Dar în conversațiile cu colegii ei din psihiatrie despre imagistica creierului, LeWinn și-a dat seama că nu se gândeau prea mult la creierul cui se uită. În special atunci când studiem populațiile sănătoase, spune ea, a existat ideea că „un creier este un creier este un creier”.

Dar asta este o presupunere periculoasă. „Creierul nu există într-un vid, destinat să urmeze o cale de dezvoltare predeterminată fără nicio abatere”, spune LeWinn. „Dimpotrivă, creierul nostru, în special la începutul vieții, este extrem de sensibil la indicii de mediu, iar aceste indicii modelează modul în care ne dezvoltăm.” Ea s-a întrebat dacă eșantionarea utilizată în studiile imagistice ale creierului ar putea afecta rezultatele pe care le vedeau oamenii de știință.

Pentru a afla, LeWinn și colegii ei au apelat la studiul Pediatric Imaging, Neurocognition and Genetics – sau PING. „Este probabil cel mai bun studiu pe care îl avem despre imagistica cerebrală pediatrică”, spune ea.

Desfășurat în opt orașe (inclusiv San Diego, New York și Honolulu), studiul a inclus peste 1.000 de copii cu vârste cuprinse între 3 și 20 de ani. A înregistrat informații despre genetica copiilor, dezvoltarea mentală și funcția emoțională. Și, desigur, conține o mulțime de imagini ale creierului lor. Scopul a fost de a obține un set cuprinzător de date despre cum se dezvoltă creierul copiilor în timp.

Baza de date PING este mare, bine organizată și gratuită pentru orice oameni de știință. LeWinn și colegii ei au examinat setul de date pentru rasă, sex, educația parentală și venitul gospodăresc al participanților săi.

Eșantionul final de 1.162 de creiere a fost puțin mai divers decât populația din SUA. Conform recensământului din 2010, populația SUA este de aproximativ 70% albă, 14% neagră și 7,5% hispanica. Prin contrast, defalcarea rasială a studiului PING a fost de 42% albi, 10% negri și 24% hispanici, cu un procent mai mare de participanți „alți” sau de rasă mixtă.

„A fost mai divers. Acest lucru nu este obișnuit”, spune LeWinn. Acest lucru s-ar putea datora faptului că locurile de studiu se aflau în orașe mari cu populații diverse, notează ea.

Participanții la studiul PING nu erau ca americanul obișnuit și în alte moduri. Copiii proveneau din gospodării mai bogate decât americanii în general, iar părinții lor erau mai educați. În timp ce doar 11 la sută dintre americani au o educație postuniversitară, 35 la sută dintre copiii studiului PING au avut părinți care au urmat o școală postuniversitară.

Așa că LeWinn și colegii ei și-au propus să facă ca datele din studiul PING să semene mai mult cu datele din populația SUA în ansamblu. Ei au aplicat ponderi ale eșantionului la datele imagistice ale creierului, dând mai multă greutate creierului copiilor cu familii mai sărace și mai puțin educate și adăugând ponderi suplimentare pentru a se potrivi cu demografia rasială din Statele Unite.

În datele nou ponderate, LeWinn și grupul ei au observat că creierul copiilor s-a maturizat mai repede. Cortexul creierului a atins o suprafață de vârf cu 2,4 ani mai devreme decât ar fi sugerat datele originale. Unele zone ale creierului – cum ar fi amigdala, o zonă asociată cu procesarea emoțională – par să ajungă la maturitate cu patru ani mai repede. „Starea socioeconomică scăzută este asociată cu o dezvoltare mai rapidă a creierului, așa că aceasta este o posibilă explicație”, notează LeWinn. Grupul și-a raportat constatările pe 12 octombrie Comunicarea naturii.

Din păcate, acest studiu nu le poate spune oamenilor de știință dacă creierul copiilor se maturizează de fapt mai repede decât credem noi. Eșantionul ponderat nu este o reprezentare a modului în care arată dezvoltarea medie a creierului în Statele Unite. În schimb, este mai aproape de ceea ce ar putea arăta. „Aș dori să văd acest lucru replicat într-un eșantion real de oameni care reprezintă populația”, spune Kate Mills, neuroștiință cognitivă la Universitatea Oregon din Eugene.

Dar dezvoltarea creierului nu era scopul. În schimb, scopul este de a arăta că, atunci când există o părtinire în eșantionul de participanți la un studiu de imagistică cerebrală, datele sunt, de asemenea, părtinitoare. Chiar și un eșantion mare poate să nu ofere o imagine exactă a dezvoltării creierului – dacă acel eșantion are propriile părtiniri.

Este un argument puternic pentru un eșantion imparțial, indiferent de tipul de studiu. „Este ilustrând impactul compoziției eșantionului asupra acestor măsuri”, spune Mills. „Nu este ceva pe care să-l mai putem ignora.” E optimistă că schimbarea este aproape. „Seturile de date sunt colectate acum [in brain imaging studies] iau deja asta mai în serios.”

Dar poate fi dificil să obțineți voluntari de studiu care reprezintă o anumită populație. „Un eșantion reprezentativ este costisitor și provocator”, notează Monk. Pentru propria sa activitate recentă de imagistică a creierului, Monk a făcut echipă cu un proiect mare existent pentru a obține un eșantion mai mare, dar chiar și atunci, spune el, „este încă îndoielnic dacă eșantionul poate fi reprezentat sau nu”. Este posibil ca oamenii să nu răspundă la apel. Este posibil ca voluntarii să nu apară. Dar dacă oamenii de știință nu depun eforturi suplimentare pentru a se asigura că acești oameni sunt luați în considerare, imaginea noastră despre modul în care funcționează creierul uman nu se va aplica tuturor.