新研究表明，我們功能性磁共振成像技術(shù)(fMRI)的算法可能不對——研究人員在fMRI專用軟件中發(fā)現(xiàn)一個算法錯誤，這個錯誤可能導(dǎo)致過去15年中關(guān)于人類大腦活動的研究變成一紙空文。

目前，研究大腦活動的最佳方式是功能性磁共振成像技術(shù)(fMRI)。fMRI是如此好用，以至于我們對其相當(dāng)依賴——當(dāng)然，只要fMRI準確又可靠，這也不是什么壞事。fMRI用于觀察人們運動、游戲、戀愛以及用藥時大腦的變化，一旦其出現(xiàn)問題，多年來的科研成果都會受到質(zhì)疑。為了測試fMRI的功能，來自瑞典林雪平大學(xué)的研究人員進行了一場規(guī)模史無前例的試驗，然而試驗結(jié)果并不樂觀。

研究人員寫到：“盡管將fMRI作為研究腦功能的手段十分普遍，但是其用到的統(tǒng)計學(xué)方法幾乎從用真實的數(shù)據(jù)驗證過。”

由安德斯·倫德帶領(lǐng)的研究隊采集了數(shù)據(jù)庫中499名來自世界各地健康的人處于靜息狀態(tài)時fMRI的檢查結(jié)果，并將其分成20組，之后他們將各組互相比較，得到了驚人的三百萬個隨機對照。他們用這些配對來測試最著名的三個分析fMRI的軟件——SPM，F(xiàn)SL和AFNI。

研究隊伍期待看到軟件之間的差異(約5%)，然而實驗結(jié)果令他們大吃一驚：軟件的假陽性率達到了70%。這意味著軟件有時會錯得離譜，就算大腦處于靜止?fàn)顟B(tài)時也會顯示有活動——也就是說，顯示出來的活動是軟件算法的產(chǎn)物，而不是被研究的大腦真的處于活躍狀態(tài)。

 “這一研究結(jié)果導(dǎo)致40000個fMRI研究的結(jié)果受到質(zhì)疑，也可能會對神經(jīng)成像結(jié)果的解釋造成巨大沖擊。”

他們確認其中的一項錯誤在15年前就已經(jīng)在系統(tǒng)中了，2015年5月研究隊伍已經(jīng)開始撰寫論文時，這一錯誤才得以改正，但是該研究依舊令那些前期基于fMRI的研究受到質(zhì)疑。

那么，這一研究方法到底有什么錯誤呢？fMRI的工作基于一個巨大的磁場，磁場在穿過人體時會捕捉到大腦局部血流的變化，這些微小的變化代表大腦特定區(qū)域活動的增加或減少，軟件也是根據(jù)這一原理進行解析的。但問題在于，觀察數(shù)據(jù)時，科學(xué)家看到的不是真正的大腦——他們看到的大腦的圖像由無數(shù)的“立體像素”組成，之后通過軟件編譯出來，理查德·查溫這樣對登記簿網(wǎng)說道。

“與人類不同，在掃描立體像素時，軟件尋找的是集束，”Chirgwin說，“如果有人說‘科學(xué)家知道接下來會動一動胳膊：圖像就是證據(jù)’時，他們其實是在對統(tǒng)計學(xué)軟件告訴他們的信息進行解析。”

由于fMRI使用價格較高，研究使用的樣本量通常較小，也只有極少(如果有的話)的研究會進行驗證性試驗以確認結(jié)果。目前，可用于驗證的手段也十分有限。

fMRI自90年代初投入使用后，在確認試驗結(jié)果時，神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)家就面對著巨大的挑戰(zhàn)。但是Eklund相信隨著fMRI的檢查結(jié)果可以在網(wǎng)上自由獲取，以及確認方法的不斷發(fā)展，確認性試驗會越來越多，人們也會及早發(fā)現(xiàn)軟件中的錯誤。

“過去用一臺電腦分析結(jié)果可能會需要10到15年的時間，”倫德說，“如今，由于顯卡的使用，分析所需的時間從10年降到20天。”

那么40000篇可能有問題的論文怎么辦？我們能做的只有重復(fù)試驗，看看哪些是對的哪些是錯的。

來源：蝌蚪五線譜