Нейронная корреляция мозга мыши с ценой криптовалюты: забавная история

На днях я наткнулся на странное, и в то же время жутко интересное исследование: его провел Гвидо Мейер, нейробиолог, работающий в Международной лаборатории мозга (International Brain Laboratory) в Центре Шампалима в Лиссабоне, Португалия. В своем исследовании Гвидо доложил об открытии нейронов, которые показали нейронную корреляцию с текущими колебаниями ценами на главные криптовалюты на момент записи. Автор использовал общедоступный набор данных нейропиксельных записей Института Аллена, чтобы коррелировать частоту пульсации (импульсы) одиночных нейронов с ценой биткоина и эфира. Набор данных содержал всплеск активности 40,010 нейронов, зарегистрированных у 58 мышей, которые были неподвижны и пассивно наблюдали за визуальными стимулами.

Результаты исследования?

Гвидо выявил, что из 40,010 зарегистрированных одиночных нейронов 70% показали корреляцию с ценами на биткоин и эфир.
35% нейронов показали корреляцию, которая намного выше ожидаемого ложно-положительного коэффициента 5%.
Полученные результаты были вызваны «бессмысленными корреляциями»: при корреляции двух сигналов, которые медленно развиваются с течением времени, шансы найти между ними значительную корреляцию значительно выше, чем при сравнении сигналов, которые не обладают этим свойством.

Обратимся к графикам:

Выше наглядно представлена нейронная корреляция цены криптовалюты.

(А) Пример нейронов из четырех разных областей мозга, которые показали сильную корреляцию с текущими ценами на Bitcoin (верхний график) и Ethereum (нижний график). Частота импульсов и цена криптовалюты фиксировались в 60-секундных интервалах.

(В) Распределение коэффициентов корреляции Пирсона, характеризующее существование линейной зависимости между двумя величинами, было центрировано на нуле, но выявило большую долю нейронов, которые были положительно и негативно коррелированы с ценой криптовалюты. Для сравнения также использовался вектор случайных чисел.

(С) Около 70% нейронов показали значительную корреляцию с ценой биткоина и эфира, в то время как только 4,9% нейронов были коррелированы с вектором случайных чисел, близким к показателю ложно-положительного эффекта.

Таким образом, многие нейроны показали сильную зависимость между частотой их пульсации и ценой криптовалют (см. график А), в то время как случайный вектор обозначил слабую зависимость с частотой пульсации (график B).

Для необычайно большого процента нейронов корреляция с ценой криптовалюты оказалась существенной: Биткоин: 70,5%, Эфир: 68,8%! В это же время корреляция со случайным вектором была только у 4,9% нейронов, что находится в пределах ожидаемого уровня погрешностей.

И все же… Почему такая большая доля нейронов имеет значительную корреляцию с ценой криптовалюты?

Нейроны в мозгу мыши, конечно же, не могли кодировать ее. И, как мне кажется, мыши (почти наверняка) не умеют читать и интерпретировать сложные финансовые данные 😉. Объяснение заключается в том, что как частота импульсов нейронов, так и цена криптовалюты медленно эволюционируют с течением времени. Временная константа этих автокорреляций попросту оказалась схожей. Поскольку два сигнала, коррелирующих друг с другом, имеют это статистическое свойство, шансы найти сильную корреляцию между ними гораздо выше, чем обычный уровень ложноположительных результатов.

Кроме того, большое количество нейронов в наборе данных позволяло наблюдать сильные зависимости исключительно случайно: из-за временных автокорреляций в обоих сигналах обычные методы, такие как множественные сравнения, не смогли уменьшить ложноположительный коэффициент до приемлемых уровней. Не будем забывать и о «бессмысленных корреляциях» - своеобразная ловушка, которой очень сложно избежать при исследовании таких сигналов, как нейронная активность.

Проведенное исследование по большей части служит предостережением о том, что к потенциальному смешению бессмысленных корреляций следует относиться серьезно. В противном случае можно прийти к ошибочному заключению, что 70% нейронов в мозгу мыши кодируют цены криптовалюты.