Ein Doktorand am Massachussetts Institute of Technology (MIT) hat in der Hirnforscherszene für gehörigen Wirbel gesorgt. In seinem Aufsatz wirft er Sozialen Neurowissenschaftlern mit Rang und Namen vor, „Voodoo-Korrelationen“ zu berichten. Diesem Vorwurf wurde jetzt sogar eine Meldung in der neuen Ausgabe von Nature gewidmet.

+++ Achtung, die Informationen in diesem Artikel sind nicht 100% korrekt. Bei den “Voodoo-Korrelationen” handelt es sich um ein methodologisch kompliziertes Problem, über das ich aufgrund der Aktualität damals schnell schreiben wollte. Bitte haben Sie etwas Geduld, bis ich einen besseren Artikel verfügbar mache. Sofern Sie englisch lesen können und darauf Zugriff haben, empfehle ich den Artikel Everything you never wanted to know about circular analysis, but were afraid to ask (Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism, 2010, 30, 1551–1557). +++ (S. Schleim, 20. März 2012)

Als Korrelation bezeichnet man einen Zusammenhang zwischen zwei statistischen Variablen. So werden in der bildgebenden Hirnforschung gerne die Werte von Hirnaktivierungen mit Persönlichkeitsvariablen in Zusammenhang gebracht. Dadurch will man mehr Aufschluss darüber erhalten, was die neuronale Aktivierung bedeutet, die man für eine bestimmte Experimentalbedingung gefunden hat.

Stellen wir uns vor, in einem Experiment wurde beim (vermuteten) vorliegen von Angst eine erhöhte Aktivierung der Mandelkerne (Amygdalae) gefunden. Natürlich kann man jetzt einfach behaupten: Diese Aktivierungen wurden häufig im Zusammenhang mit Angst gefunden, also zeigt unser Ergebnis, dass die Versuchspersonen Angst hatten. Ein Problem ist aber, dass für quasi alle Hirnregionen bei unterschiedlichen Aufgaben Aktivierungen gemessen wurden. Daher kann man von einer Hirnaktivierung nicht direkt auf das Vorliegen eines psychischen Zustands schließen.

Hier kann aber eine Korrelationsanalyse helfen: Daher haben in unserem Beispiel die Forscher nicht nur die Hirnaktivierung gemessen, sondern auch mit einem Fragebogen erhoben, wie viel Angst die Versuchspersonen (subjektiv) erlebt haben. Lässt sich jetzt ein direkter Zusammenhang zwischen diesem Wert und der Hirnaktivierung feststellen, also eine Korrelation, dann untermauert das die Interpretation. Plausibel wäre hier eine positive Korrelation der Form: Je mehr Angst die Versuchsperson hatte, desto größer war die gemessene Aktivierung in den Mandelkernen.

Wir zeigen, dass diese Korrelationen über das hinausgehen, was statistisch möglich ist. (Edward Vul und Kollegen, S. 2; dt. Übers. S.S.)

Gerade für einschlägige Publikationen sind solche Unterstützungen der Hirnaktivierungen inzwischen essenziell geworden. Indem Edwar Vul, der erwähnte Doktorand vom MIT, nun diese Funde infrage Stellt, trifft er den Nerv der gesamten Forschergemeinde sozialer Neurowissenschaftler. Der Aufsatz, den er mit drei Psychologen verfasst hat, erscheint im September in der Zeitschrift Perspectives on Psychological Science, ist aber schon jetzt als Vorabversion im Internet abrufbar.

Dort erklären die Kritiker, die Größe der berichteten Korrelationen habe sie hellhörig gemacht: Der so genannte Korrelationskoeffizient gibt an, wie stark der Zusammenhang zwischen den Variablen ist. Er kann Werte von -1 bis 1 annehmen. Im Fall von 0 gibt es überhaupt keinen Zusammenhang, bei -1 oder 1 ist er absolut negativ beziehungsweise positiv. Nun setze die Zuverlässigkeit von Messverfahren diesem Wert eine obere Grenze. Ihren Schätzungen zufolge dürfe er für die verwandten Persönlichkeitstests und bei der funktionellen Kernspintomographie nicht größer als 0,74 sein. Nun berichten Studien aber Werte wie 0,88 oder gar 0,96. Wie kann das sein?

Vul und Kollegen werfen den Hirnforschern nun vor, dass die für die Korrelationsanalyse ausgewählten Bildpunkte des Gehirns gar nicht unabhängig von der Korrelationsanalyse seien. In der funktionellen Analyse wähle man nämlich auch solche Hirnregionen aus – wie im Beispiel oben für die Angstbedingung –, die nicht nur ein tatsächliches Signal zeigen, sondern auch derart verrauscht seien, dass sie den gewünschten Effekt zeigten. Würde man mit diesen Daten nun nach einer Korrelation suchen, könnte man auch zufällig einen starken Zusammenhang entdecken. Die Kritiker haben dies in 1.000 simulierten Experimenten mit Zufallsdaten nachgewiesen.

Wir gehen davon aus, dass die Korrelationskoeffizienten von mehr als der Hälfte der untersuchten Studien […] vollkommen unglaubwürdig sind. (Vul und Kollegen, S. 20; dt. Übers. S.S.)

Dass diesen Vorwürfen nun eine Meldung in der aktuellen Ausgabe von Nature aufgreift, macht deutlich, dass die Kritiker einigen Forschern ordentlich auf die Füße getreten sind. So bemängelt auch Tania Singer von der ETH Zürich, eine der Autorinnen, deren Studien Vul und Kollegen aufs Korn genommen haben, dass dies kein Vorbild für guten wissenschaftlichen Diskurs sei. Chris Frith vom University College London hat die Befürchtung, der rebellische Aufsatz könne das Ansehen von Neurowissenschaftlern bei Laien schädigen.

Inzwischen haben eine Reihe der angegriffenen Hirnforscher auf die Vorwürfe von Vul und Kollegen geantwortet. Ihr Hauptargument ist, dass durch entsprechende Korrekturen schon dafür vorgesorgt sei, Signalrauschen auszuschließen. Außerdem sei nicht erwiesen, dass die Zuverlässigkeit von Messungen mit dem Hirnscanner so gering sei, wie es die Kritiker bemängelt hatten. Christian Keysers von der Universität Groningen in den Niederlanden räumt aber ein, dass in den Vorwürfen einem Teil der Forschungsliteratur gegenüber zumindest ein Fünkchen Wahrheit stecke. So sieht er in den Vorwürfen auch etwas Gutes: Sie würden die Forscher daran erinnern, mit ihren statistischen Verfahren umgehen zu müssen.

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Quellen:

Nature 457 vom 15. Januar 2009, S. 245: Brain imaging studies under fire.
Die anderen zitierten Artikel sind im Text verlinkt und können als PDF abgerufen werden.

Foto: © Harald Wanetschka (Running Man Fotos) / PIXELIO