Výsledky analýzy přinesly překvapující zjištění: zvýšený signál prokrvení v fMRI byl v mnoha případech spojen spíše s nižší spotřebou kyslíku a tedy nižší místo vyšší mozkové aktivity. Naopak Epp a jeho kolegové zaznamenali také snížené fMRI signály v oblastech, kde skutečně došlo k zvýšené neuronální aktivitě. V závislosti na zadaném úkolu a zkoumané oblasti mozku se projevily různé fyziologické hodnoty.
V přibližně 40 procentech případů nebyly prokrvení a obsah kyslíku vzájemně propojeny, ba dokonce si protiřečily. Například po zvýšení spotřeby kyslíku v oblastech mozku, které byly aktivní při počítání, se neprojevilo žádné změny v prokrvení, jak ukázala kvantitativní data z MRI. To naznačuje, že tyto oblasti mozku jsou aktivní a efektivně pokrývají své energetické nároky, aniž by to bylo ve fMRI patrné jako zvýšené prokrvení.
„To je v rozporu s dosavadním předpokladem, že zvýšená mozková aktivita vždy souvisí se zvýšeným prokrvením k pokrytí zvýšené potřeby kyslíku,“ říká Epp. „Protože tisíce fMRI studií po celém světě stojí na tomto předpokladu, naše výsledky by mohly vést k opačným interpretacím mnoha z nich.“ To znamená, že většina studií pravděpodobně byla správná, ale mnoho z nich také chybně interpretováno a musí být znovu přezkoumáno, včetně těch, které se zabývají onemocněním mozku.
Epp dodává: „Mnohé fMRI studie týkající se psychiatrických či neurologických onemocnění – od deprese po Alzheimerovu chorobu – interpretují změny v prokrvení jako spolehlivý signál neuronální pod- nebo nad-aktivity. To nyní musí být kvůli omezené výpovědní hodnotě těchto dat znovu posouzeno,“ říká senior autor Valentin Riedl z FAU.
Pacienti, u nichž byla prostřednictvím fMRI diagnostikována neuronální deficience, mohou mít ve skutečnosti žádné takové deficience. Místo toho by mohla existovat cévní změna, která vyvolala nesprávně pochopená fMRI data, předpokládá Riedl. Pro skutečné diagnózy musí být data těchto pacientů nyní znovu přehodnocena nebo nově změřena.
Výsledky týmu naznačují, že zejména u studií týkajících se „default mode network“ existuje riziko chybných interpretací. Tato síť v klidovém stavu se podílí mimo jiné na sebereflexi, plánování a vzpomínání, ale také na ADHD a depresích. Přitom mohou být skutečné souvislosti jiné, než se dosud myslelo.
Epp a jeho kolegové navrhují pro budoucí studie doplnit běžnou metodu fMRI o kvantitativní měření toku kyslíku. Tato kombinace dat o proudu krve a kyslíku by umožnila shromáždit více údajů a poskytnout spolehlivější interpretace. V dlouhodobém horizontu by takto mohly být vyvinuty nové modely mozku a vytvořeny mapy mozku: namísto toku krve by mapy zobrazovaly spotřebu kyslíku a energie, které jsou ve skutečnosti potřebné k zpracování informací. Tak by mohly být znovu prozkoumány procesy stárnutí, psychiatrická či neurodegenerativní onemocnění.
(Nature Neuroscience, 2025; doi: 10.1038/s41593-025-02132-9)
Zdroj: Technická univerzita Mnichov, Friedrich-Alexanderova univerzita Erlangen-Nürnberg
17. prosince 2025 – Claudia Krapp
