Для воспроизводимых общемозговых исследований ассоциаций необходимы тысячи участников

Магнитно-резонансная томография (МРТ) преобразила наше понимание человеческого мозга благодаря хорошо воспроизводимому картированию способностей на конкретные структуры (например, в исследованиях поражений) и функций (например, при выполнении функциональной МРТ (фМРТ) с заданием). Исследования и практика в области психического здоровья пока не достигли сопоставимого прогресса с помощью МРТ. Одной из основных проблем является воспроизведение связей между межиндивидуальными различиями в структуре или функции мозга и сложными когнитивными фенотипами или фенотипами психического здоровья (общемозговые исследования ассоциаций, BWAS). В таких BWAS обычно использовались размеры выборок, подходящие для классического картирования мозга (медианный размер выборки нейровизуализационного исследования составляет около 25 участников), но, возможно, слишком малые для выявления воспроизводимых связей между мозгом и поведенческими фенотипами. В настоящей работе мы использовали три крупнейших доступных на сегодняшний день набора нейровизуализационных данных — с общей выборкой около 50 000 человек, — чтобы оценить размеры эффектов и воспроизводимость BWAS в зависимости от размера выборки. Связи, выявляемые в BWAS, оказались меньше, чем считалось ранее, что приводило к статистически недостаточной мощности исследований, завышенным оценкам эффектов и неудачам репликации при типичных размерах выборок. По мере увеличения размеров выборок до нескольких тысяч участников показатели репликации начали улучшаться, а завышение размеров эффектов уменьшаться. Более устойчивые эффекты BWAS выявлялись при использовании функциональной МРТ (по сравнению со структурной МРТ), когнитивных тестов (по сравнению с опросниками психического здоровья) и многомерных методов (по сравнению с одномерными). Более слабые, чем ожидалось, связи между мозгом и фенотипами, а также вариабельность между подвыборками популяции могут объяснять широко распространённые неудачи репликации BWAS. В отличие от подходов, не относящихся к BWAS, характеризующихся более крупными эффектами (например, исследований поражений, вмешательств и внутрииндивидуальных эффектов), воспроизводимость BWAS требует выборок, включающих тысячи человек.