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对 fMRI 研究风波的省思

2024-04-24 214

fMRI 技术发明至今 20 多年,它利用非侵入性的方式提供理解系统神经科学层次重要的资料,在神经科学上具有重要贡献。近期瑞典与英国研究人员在 PNAS 期刊上发表一篇论文,指出功能性核磁共振影像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)软件存在漏洞,影响过去 15 年来脑造影研究的可信度。这篇对于 fMRI 提出质疑的论文,其实让我们除了聚焦在科学上的讨论之外,更可借此探讨一般民众“理解”与研究人员“使用”这项工具的心态。

这几年来由于科普教育的普及,台湾一般民众对于 fMRI 多少有所耳闻,并不陌生。然而在对于人类文明能产生如此先进的“技术”感到惊艳之余,我们能否借由它增进对于人脑功能上的了解,却较少人去碰触与关心。现在于媒体常见种种绘声绘影“生活与大脑影像关联性”的类似报导,早已一而再再而三灌输读者“人脑分为负责 xx 功能的 yy 区域”这类过于简化的想法。久而久之,我们对于人脑功能的理解仅留下“外界的刺激/人类行为与脑部特定空间上活动一一对应”这种功能性定位(functional localization)的想法。当我们对 fMRI 的用途仅剩这样一种模式时,自然而然会对这样一个造价千万/亿元台币的仪器的目的(何以使用 fMRI 能增加对于脑功能的了解?)与正当性(为何使用人民纳税来购买如此昂贵的仪器?)产生疑问。而当有科学研究提出对 fMRI 的质疑时,社会上的不信任的回响就会被激发出来。

此外,由于 fMRI 本身工具上的复杂性(牵扯到工程技术/生理现象/数据分析),使得不少应用这个工具进行研究的人员,在知识的隔阂或便宜行事的心态下,套用各种现成工具来设计实验/分析结果。然而对于工具本身的一知半解,将导致在解释实验结果时出现盲点、误解甚至滥用。有些对于这篇 PNAS 论文感到惶恐的研究者,并没有在其研究所牵涉的资料分析上有足够的理解,仅在人云亦云的情况下沿用各种定型化的“菜单”来进行研究。因此,当有专业的研究人员指出资料分析上可能的谬误时,便不知所措。

fMRI 本身是个中立性的工具。但是当我们仔细审视有关 fMRI 的各项研究报告时, 会发现许多研究并没有建立在精确的假设上。换句话说,不少研究在进行实验前对于问题并没有明确的想法,实验上也缺乏科学步骤所重视的控制变因,而仅仅想利用华丽的仪器来进行纯探索性(exploratory)的研究。在这种情况下,当发现某些脑部区域活动与特定行为/刺激具有关联性后,也就只能停在报告这些分布的层次上。如果研究人员先无法确定估计这些脑部活动的分布在过程中,因实验设计/物理原理/资料分析所牵涉到的各种不确定性,其次也无法进一步说明这个“现象”能为社会大众带来何种知识,那 fMRI 研究的价值自然也是个问号。

危机也是转机,能否借由这次有关这篇论文的讨论,使民众与研究人员对于 fMRI 在科学上的角色、必要性、限制和机会,能放慢脚步好好思考一下,其实是件好事。但是我本身对于 fMRI 是抱持着正面的态度:毕竟,人类文明数千年来不断投入量度并理解人的心智活动,而 fMRI 这项工具的出现,则提供给了我们有效率、非侵入性地达成这个目的的机会。

(作者:林发暄博士,台湾大学医学工程学研究所教授;首图来源:Flickr/Gerwin Sturm CC BY 2.0)

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2019-03-15 17:31:00

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