多年的功能性磁振造影研究可能是錯誤的

在過去 25 年裡，功能性 MRI (fMRI) 已在神經研究中佔據重要地位，催生了數以萬計的同行評審論文，甚至更多關於各種刺激如何影響我們的大腦。 現在，一篇論文對一切提出了挑戰，聲稱高達 70% 的結果可能是所使用軟體的偽影，而不是對大腦的真正洞察。

神經影像學研究利用這樣一個事實：當大腦區域活躍時，它會消耗更多的氧氣。 替代方案需要侵入性手術，但功能性磁振造影機器可以偵測聚集在大腦最常用部分的富氧血液。

不幸的是，從功能性磁振造影影像中得出結果不僅僅是進行掃描和觀察模式的問題。 影像被分解為“體素”，就像三維像素一樣。 最常見的是，將任務期間的活動記錄與大腦休息時的活動進行比較，並透過軟體包運行，可用於確定明亮體素是否是隨機噪音或代表表明大腦區域處於高使用狀態的重要簇。

一篇論文在美國國家科學院院刊認為三個最常見的軟體包有統計缺陷，並會給予大量誤報，顯示不存在聚類的情況。

這一嚴厲的說法是由該領域經驗豐富的貢獻者提出的。 第一作者安德斯·埃克倫德博士瑞典林雪平大學的教授寫了許多高位同儕審查論文關於功能性磁振造影的使用。

作者寫道：“這些結果對約 40,000 項 fMRI 研究的有效性提出了質疑，並可能對神經影像結果的解釋產生重大影響。”

以前的論文已經表明某些功能性磁振造影資料集中存在誤報，但尚不清楚當將多個掃描分組在一起時問題是否會消失，就像通常發生的那樣。 埃克倫德的最新研究表明，它適用於數量驚人的論文。 Eklund 收集了 499 個靜息態 fMRI 掃描，這些掃描被其他研究人員用作研究中的對照，並將它們隨機匹配到 20 組中。

正常運作的軟體在不超過 5% 的情況下顯示這些組別之間大腦行為的差異，而軟體包顯示的差異高達 70%。 對於其中一個軟體包，這個已有 15 年歷史的軟體中的一個錯誤加劇了這個問題，直到 2015 年 5 月才得到修復。

埃克倫德在一份報告中表示：“如果你花了幾個月的時間以巨大的成本收集數據，那麼你應該更有興趣讓分析花點時間，這樣分析才能正確。”陳述。

生成的論文預印本相當大的爭論在神經影像學界。 其中一個包的製造商爭論過Eklund 發現的問題只有在軟體包使用不當時才會出現。 即使這是真的，這種使用也可能已經廣泛存在。

軟體包對相鄰體素的活動量呈現高斯形狀（一種鐘形曲線，也稱為常態分佈）。 當大腦激活偏離常態分佈模式時，程式包有時會歸因於不存在的關係，使其看起來好像一群體素一起發射，而事實可能並非如此

如果埃克倫德是對的，那麼你可能會看過一些比較大腦外觀的影像， 或者，或者當與正常基線相比，可能代表軟體中的故障，而不是真正的差異。

Eklund 和他的合著者得出的結論是：“重做 40,000 項 fMRI 研究是不可行的，可悲的存檔和數據共享做法意味著大多數也無法重新分析。” 他們建議驗證現有的功能性磁振造影方法並增加數據共享，以試圖找出過去哪些研究實際上是有效的。

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