
代表大脑对不同刺激的反应的图像通常可能是错误的。美国国立卫生研究院/公共领域通过维基共享资源
在过去 25 年里,功能性 MRI (fMRI) 已在神经研究中占据重要地位,催生了数以万计的同行评审论文,甚至更多科普文章关于各种刺激如何影响我们的大脑。现在,一篇论文对一切提出了挑战,声称高达 70% 的结果可能是所使用软件的伪影,而不是对大脑的真正洞察。
神经影像学研究利用这样一个事实:当大脑区域活跃时,它会消耗更多的氧气。替代方案需要侵入性手术,但功能磁共振成像机器可以检测聚集在大脑最常用部分的富氧血液。
不幸的是,从功能磁共振成像图像中得出结果不仅仅是进行扫描和观察模式的问题。图像被分解为“体素”,就像三维像素一样。最常见的是,将任务期间的活动记录与大脑休息时的活动进行比较,并通过软件包运行,可用于确定明亮体素是否是随机噪声或代表表明大脑区域处于高使用状态的重要簇。
一篇论文在美国国家科学院院刊认为三个最常见的软件包存在统计缺陷,并会给出大量误报,显示不存在聚类的情况。
这一严厉的主张是由该领域经验丰富的贡献者提出的。第一作者安德斯·埃克伦德博士瑞典林雪平大学的教授撰写了许多高位同行评审论文关于功能磁共振成像的使用。
作者写道:“这些结果对约 40,000 项 fMRI 研究的有效性提出了质疑,并可能对神经影像结果的解释产生重大影响。”
以前的论文已经表明某些功能磁共振成像数据集中存在误报,但尚不清楚当将多个扫描分组在一起时问题是否会消失,就像通常发生的那样。埃克伦德的最新研究表明,它适用于数量惊人的论文。 Eklund 收集了 499 个静息态 fMRI 扫描,这些扫描被其他研究人员用作研究中的对照,并将它们随机匹配到 20 组中。这总共产生了 300 万个比较,用于分析。
正常运行的软件在不超过 5% 的情况下显示这些组之间大脑行为的差异,而软件包显示的差异高达 70%。对于其中一个软件包,这个已有 15 年历史的软件中的一个错误加剧了这一问题,该错误直到 2015 年 5 月才得到修复。
埃克伦德在一份报告中表示:“如果你花了几个月的时间以巨大的成本收集数据,那么你应该更有兴趣让分析花点时间,这样分析才能正确。”陈述。
生成的论文预印本相当大的争论在神经影像学界。其中一个包的制造商争论过Eklund 发现的问题只有在软件包使用不当时才会出现。即使这是真的,这种使用也可能已经广泛存在。
软件包对相邻体素的活动水平呈现高斯形状(一种钟形曲线,也称为正态分布)。当大脑激活偏离正态分布模式时,程序包有时会归因于不存在的关系,使其看起来好像一群体素一起发射,而事实可能并非如此
如果埃克伦德是对的,那么你可能见过一些比较大脑外观的图像关于毒品, 或者恋爱,或者当看色情片与正常基线相比,可能代表软件中的故障,而不是真正的差异。
Eklund 和他的合著者得出的结论是:“重做 40,000 项 fMRI 研究是不可行的,可悲的存档和数据共享做法意味着大多数也无法重新分析。”他们建议验证现有的功能磁共振成像方法并增加数据共享,以试图找出过去哪些研究实际上是有效的。
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