Abstract This interdisciplinary study describes in the first part the frequency with which various statistical research designs and methods are reported in psychiatric journals, and investigates how the use of these methods affect the visibility of the article in the form of received citations. In the second part focus is specifically on factor analysis, and the study presents two applications of this method. Original research articles (N = 448) from four general psychiatric journals in 1996 were reviewed. The journals were the American Journal of Psychiatry, the Archives of General Psychiatry, the British Journal of Psychiatry and the Nordic Journal of Psychiatry. There were differences in the utilisation of statistical procedures among the journals. The use of statistical methods was not strongly associated with the further utilisation of an article. However, extended description of statistical procedures had a positive effect on the received citations. Factor analysis is a statistical method based on correlations of the variables, which is often used when validity and structure of psychiatric instruments are studied. Exploratory factor analysis is designed to explore underlying latent factors, and in confirmatory factor analysis the aim is to verify the factor structure based on earlier findings in other data sets. Using data from the 31-year follow-up of the Northern Finland 1966 Birth Cohort Study this study aimed to demonstrate the validity and factor structure of scales measuring temperament (Tridimensional Personality Questionnaire, TPQ, and Temperament and Character Inventory, TCI) and alexithymia (20-item Toronto Alexithymia Scale, TAS-20). The results of exploratory factor analysis indicated good performance of the TCI and TPQ, though the results suggested that some developmental work is still needed. Of the two scales, the TCI worked psychometrically better than the TPQ. A confirmatory factor analysis showed that the three-factor model of TAS-20 was in agreement with the Finnish version of the scale. To conclude, future authors of psychiatric journals might apply these results in designing their research to present intelligible and compact analysis combined with a high quality presentation technique. Results of the factor analyses showed that the TPQ, TCI and TAS-20 can be used also in their Finnish versions. / Tiivistelmä Tämä poikkitieteellinen tutkimus kuvaa erilaisten tilastotieteellisten menetelmien yleisyyttä ja merkitystä psykiatriassa. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa tutkitaan erilaisten tilastomenetelmien ja tutkimusasetelmien osuutta psykiatrisissa artikkeleissa ja lisäksi käytettyjen menetelmien vaikutusta artikkelien saamien viittausten lukumäärään. Tutkimuksen toisessa osassa keskitytään faktorianalyysiin ja esitetään kaksi siihen liittyvää sovellusta. Aineiston muodostavat alkuperäistuloksia esittelevät artikkelit (N = 448) neljästä eri psykiatrian tieteellisestä yleislehdestä vuodelta 1996. Kyseiset lehdet ovat American Journal of Psychiatry, Archives of General Psychiatry, British Journal of Psychiatry ja Nordic Journal of Psychiatry. Lehdet erosivat toisistaan tilastotieteellisten menetelmien käytössä ja tulosten esittämisessä. Tilastotieteellisten menetelmien käytöllä ei ollut suurta vaikutusta artikkelien saamien viittausten lukumäärään, mutta laajalla menetelmien kuvauksella oli positiivinen vaikutus viittausten lukumäärään. Faktorianalyysi on tilastotieteellinen tutkimusmenetelmä, jota käytetään tutkittaessa millaisista osatekijöistä erilaiset monimutkaiset ilmiöt koostuvat. Erityisesti tutkittaessa psykiatristen mittareiden validiteettia ja rakennetta faktorianalyysi on osoittautunut hyödylliseksi. Eksploratiivisessa faktorianalyysissa tarkoituksena on etsiä taustalla olevia piileviä muuttujia ja konfirmatorisessa faktorianalyysissa tarkoitus on vahvistaa aiemmissa tutkimuksissa todettu mittarin faktorirakenne. Tässä tutkimuksessa hyödynnetään aineistoa Pohjois-Suomen vuoden 1966 syntymäkohortin 31 vuoden seurannasta. Aineiston avulla tutkitaan temperamenttia (Tridimensional Personality Questionnaire, TPQ, ja Temperament and Character Inventory, TCI) ja aleksitymiaa (20-item Toronto Alexithymia Scale, TAS-20) tutkivien mittareiden suomenkielisten käännöksien validiteettia ja faktorirakennetta. Eksploratiivisen faktorianalyysin tulokset kertoivat, että TPQ ja TCI toimivat hyvin myös suomenkielellä. Kuitenkin mittareissa on vielä kehittämisen varaa. TCI:n psykometriset ominaisuudet olivat paremmat kuin TPQ:n. Aleksitymiamittarin TAS-20 konfirmatorinen faktorianalyysi osoitti että aiemmin julkaistu kolmen faktorin malli toimi hyvin myös suomalaisella versiolla. Psykiatristen artikkelien kirjoittajat voivat hyödyntää tämän tutkimuksen tuloksia suunnitellessaan psykiatrista tutkimusta suuntaan, jossa selkeä ja tiivis tulosten analysointitapa ja korkealaatuinen tulosten esitystapa korostuu. Faktorianalyysi soveltuu hyvin mittarin validiteetin tutkimiseen. Tutkimus osoitti TPQ-, TCI- ja TAS-20-mittareiden suomenkielisten versioiden validiteetin.

Abstract Resting-state (RS) measurements during functional magnetic resonance imaging (fMRI) have become an established approach for studying spontaneous brain activity. RS-fMRI results are often obtained using explorative approaches like spatial independent component analysis (sICA). These approaches and their software implementations are rarely evaluated extensively or specifically concerning RS-fMRI. Trust is placed in the software that they will work according to the published method descriptions. Many methods and parameters are used despite the lack of test data, and the validity of the underlying models remains an open question. A substantially greater number of evaluations would be needed to ensure the quality of exploratory RS-fMRI analyses. This thesis investigates the applicability of sICA methodology and software in the RS-fMRI context. The experiences were used to formulate general guidelines to facilitate future method evaluations. Additionally, a novel multiple comparison correction (MCC) method, Maxmad, was devised for adjusting evaluation results statistically. With regard to software considerations, the source code of FSL Melodic, popular sICA software, was analyzed against its published method descriptions. Unreported and unevaluated details were found, which implies that one should not automatically assume a correspondence between the literature and the software implementations. The method implementations should rather be subjected to independent reviews. An experimental contribution of this thesis is that the credibility of the emerging sliding window sICAs has been improved by the validation of sICA related preprocessing procedures. In addition to that, the estimation accuracy regarding the results in existing RS-fMRI sICA literature was also shown not to suffer even though repeatability tools like Icasso have not been used in their computation. Furthermore, the evidence against conventional sICA model suggests the consideration of different approaches to analysis of RS-fMRI. The guidelines developed for facilitation of evaluations include adoption of 1) open software development (improved error detection), 2) modular software designs (easier evaluations), 3) data specific evaluations (increased validity), and 4) extensive coverage of parameter space (improved credibility). The proposed Maxmad MCC addresses a statistical problem arising from broad evaluations. Large scale cooperation efforts are proposed concerning evaluations in order to improve the credibility of exploratory RS-fMRI methods. / Tiivistelmä Aivoista toiminnallisella magneettikuvantamisella (engl. functional magnetic resonance imaging, fMRI) lepotilassa tehdyt mittaukset ovat saaneet vakiintuneen aseman spontaanin aivotoiminnan tutkimuksessa. Lepotilan fMRI:n tulokset saadaan usein käyttämällä exploratiivisia menetelmiä, kuten spatiaalista itsenäisten komponenttien analyysia (engl. spatial independent component analysis, sICA). Näitä menetelmiä ja niiden ohjelmistototeutuksia evaluoidaan harvoin kattavasti tai erityisesti lepotilan fMRI:n kannalta. Ohjelmistojen luotetaan toimivan menetelmäkuvausten mukaisesti. Monia menetelmiä ja parametreja käytetään testidatan puuttumisesta huolimatta, ja myös menetelmien taustalla olevien mallien pätevyys on edelleen epäselvä asia. Eksploratiivisten lepotilan fMRI-datan analyysien laadun varmistamiseksi tarvittaisiin huomattavasti nykyistä suurempi määrä evaluaatioita. Tämä väitöskirja tutki sICA-menetelmien ja -ohjelmistojen soveltuvuutta lepotilan fMRI-tutkimuksiin. Kokemuksien perusteella luotiin yleisiä ohjenuoria helpottamaan tulevaisuuden menetelmäevaluaatioita. Lisäksi väitöskirjassa kehitettiin uusi monivertailukorjausmenetelmä, Maxmad, evaluaatiotulosten tilastolliseen korjaukseen. Tunnetun sICA-ohjelmiston, FSL Melodicin, lähdekoodi analysoitiin suhteessa julkaistuihin menetelmäkuvauksiin. Analyysissa ilmeni aiemmin raportoimattomia ja evaluoimattomia menetelmäyksityiskohtia, mikä tarkoittaa, ettei kirjallisuudessa olevien menetelmäkuvausten ja niiden ohjelmistototeutusten välille pitäisi automaattisesti olettaa vastaavuutta. Menetelmätoteutukset pitäisi katselmoida riippumattomasti. Väitöskirjan kokeellisena panoksena parannettiin liukuvassa ikkunassa suoritettavan sICA:n uskottavuutta varmistamalla sICA:n esikäsittelyjen oikeellisuus. Lisäksi väitöskirjassa näytettiin, että aiempien sICA-tulosten tarkkuus ei ole kärsinyt, vaikka niiden estimoinnissa ei ole käytetty toistettavuustyökaluja, kuten Icasso-ohjelmistoa. Väitöskirjan tulokset kyseenalaistavat myös perinteisen sICA-mallin, minkä vuoksi tulisi harkita siitä poikkeavia lähtökohtia lepotilan fMRI-datan analyysiin. Evaluaatioiden helpottamiseksi kehitetyt ohjeet sisältävät seuraavat periaatteet: 1) avoin ohjelmistokehitys (parantunut virheiden havaitseminen), 2) modulaarinen ohjelmistosuunnittelu (nykyistä helpommin toteutettavat evaluaatiot), 3) datatyyppikohtaiset evaluaatiot (parantunut validiteetti) ja 4) parametriavaruuden laaja kattavuus evaluaatioissa (parantunut uskottavuus). Ehdotettu Maxmad-monivertailukorjaus tarjoaa ratkaisuvaihtoehdon laajojen evaluaatioiden tilastollisiin haasteisiin. Jotta lepotilan fMRI:ssä käytettävien exploratiivisten menetelmien uskottavuus paranisi, väitöskirjassa ehdotetaan laaja-alaista yhteistyötä menetelmien evaluoimiseksi.