亚洲 a v无 码免 费 成 人 a v,性欧美videofree高清精品,新国产三级在线观看播放,少妇人妻偷人精品一区二区,天干天干天啪啪夜爽爽av

作者｜Kesley Ichikawa 

譯者｜M.W.

審校｜老司橘

來源｜神經(jīng)現(xiàn)實(shí)（ID：neureality）

原標(biāo)題｜fMRI的困境：為何我失去了對神經(jīng)影像的愛

一個(gè)秋天的下午，我在加州大學(xué)伯克利分校李嘉誠中心（Li Ka Shing Center）觀察自己的腦。我剛剛在3T核磁共振掃描儀（3 Tesla MRI scanner）中呆了10分鐘。那是一臺昂貴、維護(hù)成本極高，且磁性很強(qiáng)的腦部攝像機(jī)。我躺在狹小的艙內(nèi)，強(qiáng)忍著幽閉恐懼，周身被黑暗和霧號一樣的刺耳聲音包圍。

當(dāng)時(shí)，我還是加州大學(xué)神經(jīng)經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究實(shí)習(xí)生。那是我第一次從核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）掃描中窺見我的腦——一張浮在電腦屏幕黑色背景上的灰度三維重構(gòu)圖。作為神經(jīng)科學(xué)專業(yè)的本科生，當(dāng)時(shí)的我欣喜如狂。一個(gè)青年科學(xué)家初遇一種將不可見變?yōu)榭梢姷某上窦夹g(shù)，還有比這更令人興奮的事嗎？總之，MRI令我嘆為觀止。我覺得我不光看到了自己身體的內(nèi)部，更看到了心智的生物學(xué)實(shí)體。

如果那張圖算得上是一種對自我的描繪，那它可真是奇怪：上面沒有我的頭發(fā)，只有我的頭骨、面部輪廓和其內(nèi)部組織的橫截面。我拖動(dòng)鼠標(biāo)、瀏覽腦部的水平切面，我看到了分叉的、樹根似的的小腦，許多黑色空隙——那是腦室，還有腦皮層上起伏的腦回，像是沙地中扭動(dòng)的蛇。

看到我的核磁共振掃描圖后，我抑制不住興奮，開始投入到科學(xué)論文里，并研究起這些圖：腦的灰度圖上有橙色或藍(lán)色的斑點(diǎn)代表著激活增加的腦區(qū)。第二年，我加入了哈佛大學(xué)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，并開始用功能性核磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技術(shù)來研究參與社會(huì)決策的腦區(qū)。fMRI讓我們記錄下人們在完成思維任務(wù)時(shí)，他們的腦在“忙些什么”。那時(shí)，我正在完成畢業(yè)論文，并將目光投到了認(rèn)知科學(xué)的博士學(xué)位上。

那時(shí)的我沒料到自己就這樣陷入了科學(xué)界的沼澤之地。的確，fMRI改變了醫(yī)學(xué)。因?yàn)橛辛怂覀儾拍軐Σ∪说哪X區(qū)進(jìn)行無創(chuàng)測繪，從而使神經(jīng)外科手術(shù)更為精確、準(zhǔn)確[1]，并驗(yàn)證了一些潛在藥物對于人腦的藥理作用[2]。但眾所周知，fMRI在認(rèn)知和心理科學(xué)中的應(yīng)用是極具爭議的。部分原因是這項(xiàng)科技并不能直接測量神經(jīng)活動(dòng)，而僅能測量一項(xiàng)替代真實(shí)神經(jīng)活動(dòng)的指標(biāo)——含氧血流量。此外，為了將信號和噪聲區(qū)分開來，該技術(shù)所需的數(shù)據(jù)處理的工作量巨大，而這樣的數(shù)據(jù)處理卻依賴于研究人員“酌情”作出的決策。

近些年來，該領(lǐng)域前后應(yīng)對了包括軟件故障[3]、數(shù)據(jù)誤用[4]、研究無法復(fù)現(xiàn)[5]在內(nèi)的各種問題。這些問題讓MRI在臨床和商業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用情況變得愈加復(fù)雜。企業(yè)試圖將fMRI引進(jìn)法庭，這樣，不管一個(gè)人是否講了真話、是否精神錯(cuò)亂或是經(jīng)歷過傷害，腦圖像都能反映出來——我們好像期待從這些腦的血流量圖中看到更加深刻、更與人相關(guān)的東西。我們找尋著心靈及其紛繁細(xì)節(jié)中的奧秘，那正是我們的能動(dòng)力、個(gè)性和瘋狂之所在。

這個(gè)故事關(guān)乎我們——科學(xué)家和非科學(xué)家、媒體工作者和讀者——如何在試圖理解心智的過程中繪聲繪色地講好腦的故事。當(dāng)我們說腦的某一部分“亮了起來”，或者說大腦皮層上的某一塊是負(fù)責(zé)社交痛苦（social pain）的樞紐時(shí)，其實(shí)這些用詞都源于我們所看到的腦影像的樣子，而這些影像呈現(xiàn)更多是出于人工選擇而非生物學(xué)事實(shí)。除此之外，我再講講我的故事。我曾決心研究群際關(guān)系（intergroup relations）背后的神經(jīng)機(jī)制。如果我們能解開大腦在社會(huì)偏見中扮演的角色之謎，某天我們或許就能克服偏見了。MRI則將會(huì)照亮這條道路。

- Stephan Schmitz -

“把你的胳膊和腿伸開，就像一只海星一樣，讓我來看看你是不是一個(gè)金屬機(jī)器人?！焙臀乙黄饞呙璧拇顧n、我的博士后導(dǎo)師威爾（Will）對一名被試志愿者說道。威爾拿一根金屬檢測棒掃過被試的身體。（fMRI研究需要我們對于任何金屬都極其謹(jǐn)慎，這可不是沒有原因——哈佛的腦科學(xué)神經(jīng)成像中心[Center for Brain Science Neuroimaging]的掃描儀有著3T的磁場，足以將一把辦公椅吸進(jìn)機(jī)器里。任何有磁性的東西都會(huì)變成致命的拋射體。）

被試在掃描儀的平臺上仰臥躺好后，威爾和我扣緊了他頭部的線圈——這是一頂笨重的頭盔，能發(fā)射并接受機(jī)器發(fā)出的頻射脈沖（radiofrequency pulse）。它讓我想起一只同樣笨重的超級英雄面罩。志愿者們將會(huì)執(zhí)行一項(xiàng)決策任務(wù)，他們會(huì)重復(fù)地操作一架老虎機(jī)，老虎機(jī)能產(chǎn)生兩種類型的經(jīng)濟(jì)回報(bào)：一種會(huì)把錢給他們所支持政黨的人，另一種除此之外還會(huì)從對立政黨的人那里扣錢。我們想知道他是否會(huì)展現(xiàn)出對于其中一種回報(bào)的偏好。（之后我們計(jì)算得出，一些被試更傾向于對對立政黨有損的經(jīng)濟(jì)回報(bào)——他們有對外群體惡意 [out-group spite] 的偏好——而這一偏好或許有著對應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制。）

我們在他右手上綁了一個(gè)按鈕盒，然后我升高了掃描儀的平臺，看著他一點(diǎn)一點(diǎn)進(jìn)入那個(gè)磁鐵構(gòu)成的空間內(nèi)。一回到控制室，威爾就啟動(dòng)了老虎機(jī)的游戲。很快，我們就聽到高頻的蜂鳴聲一陣狂響，這說明我們已經(jīng)開始收集被試腦部的功能性圖像了。這有時(shí)候看起來很奇怪，我們竟把一個(gè)人綁在一個(gè)寒冷的、宇宙飛船似的“甜甜圈”里玩一個(gè)小時(shí)的低分辨率游戲，來研究群際決策的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。不過，這些確然是大多數(shù)fMRI實(shí)驗(yàn)室研究的局限——一個(gè)模擬現(xiàn)實(shí)世界特征但又將其高度簡化的電腦任務(wù)界面、一臺記錄你血流模式的機(jī)器，這就是全部。

MRI測量的是BOLD信號，也就是血氧水平依賴（blood oxygen level-dependent）信號。由于神經(jīng)元在放電時(shí)需要氧氣，含氧量高的血液會(huì)在此時(shí)流到相應(yīng)的腦區(qū)。里克·伯恩（Rick Born）幫助我理解了這一過程，他是哈佛醫(yī)學(xué)院的一名神經(jīng)生物學(xué)家，主要使用電生理技術(shù)研究視皮層。在實(shí)驗(yàn)室的休息室里，他很健談，散發(fā)出科學(xué)家談?wù)撟约核陬I(lǐng)域時(shí)的那股興奮勁。他在白板上興致勃勃地畫了一張圖表，箭頭從“神經(jīng)元放電”（neural spikes）指向“細(xì)胞外場電位”（extracellular field potential），然后指向“新陳代謝增加”，最終指到“血流水平提高”。由于多半時(shí)候科學(xué)家并不能直接測量人體內(nèi)的神經(jīng)元放電（這要打開頭骨、直接植入電極才行，這種程序一般只能在動(dòng)物和諸如癲癇治療等醫(yī)療案件中進(jìn)行），我們不得不就此滿足于fMRI的間接測量。

那么機(jī)器是如何監(jiān)測到富氧血流的呢？答案就藏在原子世界及其量子特性中，準(zhǔn)確來說是由于核磁共振——也就是fMRI中的“M”（magnetic，“磁”）和“R”（resonance，“共振”）。當(dāng)磁場非常強(qiáng)大時(shí)，氫質(zhì)子的方向是一致的；你可以想象成它們都指向一個(gè)方向。然后，MRI機(jī)器中調(diào)好的射頻脈沖會(huì)打斷它們原本的排列，就像當(dāng)你用手指輕彈搖頭玩具一樣。搖頭玩具會(huì)彈回來，氫質(zhì)子也一樣。它們會(huì)逐漸“放松”回到原本的排列中。而頭骨中氫質(zhì)子以不同于皮質(zhì)組織中氫質(zhì)子的速率放松回彈，正因如此我們才能用數(shù)據(jù)處理的方式得到解剖結(jié)構(gòu)的圖像。

但是fMRI帶給我們的不止是解剖結(jié)構(gòu)。帶不帶“f”可大有不同。很多人在醫(yī)院里做的MRI檢查一般是結(jié)構(gòu)性MRI掃描，它能提供肌肉、肌腱、骨骼的高分辨率三維圖像，也能突出像肌腱撕裂這種潛在損傷或者癌癥之類的疾病。而fMRI捕捉的是我們腦和身體的動(dòng)態(tài)，它能測量和神經(jīng)元放電及認(rèn)知緊密相關(guān)的血液隨時(shí)間變化的流動(dòng)情況。

fMRI這樣的功能得益于磁共振中蘊(yùn)含的復(fù)雜原理。每個(gè)氫質(zhì)子都有一種名為“進(jìn)動(dòng)頻率”（precession frequency）的量子特性，也就是旋轉(zhuǎn)自旋（rotating spin）。頻射脈沖不光能把質(zhì)子擊落，還能使它們的自旋相互同步，將它們的進(jìn)動(dòng)頻率匹配至一種協(xié)調(diào)的“群舞”狀態(tài)。脈沖過后，進(jìn)動(dòng)頻率逐漸回歸非同步的狀態(tài)，而質(zhì)子也變回直立方向，開始以不同的速率旋轉(zhuǎn)，就像各自獨(dú)舞的舞者一般。而在腦的富氧血液的磁場中，這一去同步化的過程發(fā)生得更緩慢。正是這一自然界事實(shí)最終實(shí)現(xiàn)了fMRI的功能。也就是說，在富氧血液中的質(zhì)子更傾向于保持同步，也就比脫氧血中的質(zhì)子發(fā)出的信號更強(qiáng)，這種差異就是MRI掃描儀監(jiān)測到的BOLD信號了。

最后，fMRI中的“I”代表“成像”（imaging），因?yàn)楸举|(zhì)上來說，這一過程最終產(chǎn)出的是一段記錄腦活動(dòng)的三維視頻。掃描過程中，腦被分成叫作“體素”（voxels，相當(dāng)于三維上的像素）的小立方體。從每個(gè)體素中量化測量出的BOLD信號構(gòu)成了人腦掃描最終得到的數(shù)據(jù)。體素的大小從1mm3到27mm3不等——這對我們來說很小，但對神經(jīng)元來說可是巨大的規(guī)模。畢竟，腦包含了1000億個(gè)神經(jīng)元，而一體素的人類腦皮層中就有50萬個(gè)神經(jīng)元。這些神經(jīng)元能做非常多事情——它們使其他神經(jīng)元變得興奮或受到抑制，在同一個(gè)神經(jīng)元亞群中就可以存在不同的放電模式——但fMRI能監(jiān)測到的卻只有那一個(gè)體素空間上方的富氧血每2s內(nèi)的凈變。這就像嘗試從50萬個(gè)和其他人或是爭論、或是意見一致、又或是正在辯論的人中確定出一個(gè)關(guān)于外交政策的平均意見。

- Stephan Schmitz -

威爾和我在掃描了近50個(gè)人之后，終于開始處理那些以太字節(jié)為單位的數(shù)據(jù)了。我買了一杯咖啡，戴上耳機(jī)，放起“海馬體”（Hippo Campus）樂隊(duì)的歌（我覺得這很切題），準(zhǔn)備開始在圖書館里的漫漫長夜。我做起了質(zhì)量控制檢查，在我們收集的腦數(shù)據(jù)中尋找不自然的條紋或是不尋常的亮部。

我用一個(gè)特殊的軟件來瀏覽功能性成像的原始數(shù)據(jù)——那是一段灰黑色的視頻，模糊的腦（的各個(gè)區(qū)域）在其中緩慢搏動(dòng)。本質(zhì)上來說，掃描儀給出的原始數(shù)據(jù)是一個(gè)四維矩陣，記錄了每個(gè)體素在時(shí)間軸上的變化。于是，那曾躺在掃描儀里、有生命的、生物學(xué)上的腦，現(xiàn)在被轉(zhuǎn)換成了一些用數(shù)值表示的時(shí)間序列（time series）。就和你對著日落按下快門之時(shí)一樣——相機(jī)將有實(shí)體的景色轉(zhuǎn)換成了由數(shù)字組成的矩陣、像素灰度和顏色。而一旦腦變成了這種能用數(shù)字來表示的形式，你就能對它做很多事情了。在計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)臺，也就是電腦和桌面上，我能對數(shù)據(jù)作變形（warping）、平滑（smoothing）和濾波（filtering）的處理，我們將這一數(shù)據(jù)分析的階段稱為數(shù)據(jù)預(yù)處理（data pre-processing）。

fMRI是一場在毫米尺度上的較量：哪怕是輕微的頭動(dòng)（head motion），只要超過3mm，就會(huì)導(dǎo)致圖像變形，最終無法使用。而預(yù)處理能通過數(shù)學(xué)變換，補(bǔ)償因腦的彈動(dòng)、滾動(dòng)而產(chǎn)生的位移，從而幫助校正頭動(dòng)。預(yù)處理也通過拉伸、改變、或縮小體素，將模糊的原始功能性數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之既與被試的解剖掃描結(jié)果一致、又和標(biāo)準(zhǔn)腦模板相匹配。

人跟人之間的腦存在很大差異——有些人腦的兩個(gè)半球有輕微的不對稱、有些人枕葉突出，或者總體來說腦的尺寸比較大（正如頭蓋測量從業(yè)者早期注意到的那樣）。如果我們不把每一位被試的腦都和模板進(jìn)行對應(yīng)，我們永遠(yuǎn)無法比較研究樣本之間的腦活動(dòng)。

- Stephan Schmitz -

我們還用算法對數(shù)據(jù)作空間平滑處理，即取相鄰體素活動(dòng)水平的平均值，進(jìn)一步去除噪聲。至少，我們認(rèn)為那是噪聲；我們并不想把真實(shí)的目標(biāo)信號過濾掉。這就像在鉛筆畫上用手輕擦，將陰影暈染開來。這些重塑和校正的步驟使腦圖像更清晰、更均勻、邊緣不再那么粗糙，不過代價(jià)是空間分辨率的降低。

預(yù)處理的步驟有無數(shù)種，就算有斯坦福的可復(fù)現(xiàn)神經(jīng)科學(xué)中心（Center for Reproducible Neuroscience）帶頭施行的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)劃，還是鮮有整個(gè)領(lǐng)域都遵循的標(biāo)準(zhǔn)，所以大部分時(shí)候還是要取決各個(gè)研究者自己的謹(jǐn)慎選擇。那些看來無足輕重的決定，包括計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、軟件或是掃描儀硬件的選擇，都會(huì)對結(jié)果產(chǎn)生關(guān)鍵影響。

馬蒂諾生物醫(yī)學(xué)影像中心（Athinoula A. Martinos Center for Biomedical Imaging）計(jì)算中心的負(fù)責(zé)人、麻省總醫(yī)院（Massachusetts General Hospital）的神經(jīng)科學(xué)家、也是fMRI分析算法的早期先驅(qū)者之一布魯斯·菲舍爾（Bruce Fischl）說：“磁共振的優(yōu)點(diǎn)在于，它是一項(xiàng)非常靈活的技術(shù)。它能產(chǎn)出結(jié)構(gòu)圖像、功能圖像，甚至繪制出有關(guān)神經(jīng)連接的腦圖譜，還能方便我們監(jiān)測化學(xué)物質(zhì)變化；而靈活性的另一面，則是如何將不同實(shí)驗(yàn)室間的圖像標(biāo)準(zhǔn)化的難題。”

- Stephan Schmitz -

“好吧，希望接下來的分析更順利?！蓖柡臀铱粗诎咨哪X模板（也就是我們所有被試的數(shù)據(jù)總和），它沒有任何顏色——沒有表示熱度的彩色斑點(diǎn)，也沒有可以未來用作感興趣區(qū)（region of interest, ROI）的集群。終于，預(yù)處理結(jié)束后輪到我們上場進(jìn)行真正的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析了。我們的假設(shè)是，根據(jù)被試選擇的經(jīng)濟(jì)回報(bào)是否對外群體造成傷害，我們會(huì)看到皮質(zhì)下獎(jiǎng)賞環(huán)路活動(dòng)水平的差異。而這可能表明有一種獎(jiǎng)賞信號對傷害競爭團(tuán)體的決定產(chǎn)生了影響。在花了那么多晚對大腦進(jìn)行掃描、周末在圖書館學(xué)習(xí)新的編程語言、以及用了那么多小時(shí)排除實(shí)驗(yàn)裝置的故障之后，我曾多么希望我們能看到新的成果——但那些不過是無效結(jié)果，是啞彈。但幸運(yùn)的是，那只是我們的初步分析，雖然我還是有些心灰意冷。

一個(gè)普遍的誤解是，fMRI研究能告訴我們在特定任務(wù)中有哪些腦區(qū)是活躍的。但事實(shí)上，一切都是相對的。fMRI研究只能告訴我們哪些腦區(qū)在一項(xiàng)任務(wù)中比在另一項(xiàng)任務(wù)中更活躍。換句話說，fMRI分析讓我們知道哪一群體素的活動(dòng)模式（比起其他條件）更能匹配某一特定條件。甚至得益于機(jī)器學(xué)習(xí)之發(fā)展的最前沿方法也少不了要分析體素是否包含著能區(qū)分不同條件的信息。

fMRI實(shí)驗(yàn)中最常見的分析程序，即零假設(shè)檢驗(yàn)，需要研究人員指定一個(gè)統(tǒng)計(jì)閾值。而選定統(tǒng)計(jì)閾值則決定了什么才能算作顯著的體素——也就是哪些體素最終能被染上櫻桃紅或檸檬黃。正是統(tǒng)計(jì)閾值決定了我們得到的是《自然》或《科學(xué)》等著名期刊中發(fā)表的有意義結(jié)果，還是可以胡亂塞到檔案柜中的無效結(jié)果。

科學(xué)家們面臨著發(fā)表積極結(jié)果的壓力，尤其是因?yàn)?，競爭激烈的學(xué)術(shù)界就業(yè)市場把論文發(fā)表記錄作為衡量科學(xué)成就的標(biāo)準(zhǔn)（雖然可重復(fù)性危機(jī)已經(jīng)讓人們開始注意到這一獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的弊端）。如果一項(xiàng)fMRI研究最終得到的是無效或者平淡無奇的結(jié)果，研究者可不是每次都能從頭做一遍同一研究的改良版本。MRI實(shí)驗(yàn)都非常昂貴和耗時(shí)的，比如我自己的實(shí)驗(yàn)就需要25000美元，耗時(shí)一年才完成?，F(xiàn)在你知道了，研究者可能會(huì)被誘惑著，甚至下意識地想“再調(diào)一調(diào)分析參數(shù)吧”，看看能不能從他們耗盡精力得到的數(shù)據(jù)中找到一些顯著的效果。

伯恩說：“顯然，fMRI給出的數(shù)據(jù)不完全是噪聲，它是真實(shí)的信號，但是它的自由度太高了 ，你可以不斷擺弄數(shù)據(jù)，以不同的方式過濾數(shù)據(jù)來得到你想看到的任何結(jié)果。”

而這種統(tǒng)計(jì)學(xué)上的過度問題，也就是“多重比較”（multiple comparison），在fMRI分析的零假設(shè)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)中占據(jù)突出地位。菲舍爾告訴我：“這可能是腦成像中最大的問題。”多重比較代表過多的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。多重比較的問題就像是調(diào)查10萬個(gè)陌生人是否私底下認(rèn)識碧昂斯本人。這10萬個(gè)人里沒有一個(gè)是真正認(rèn)識她的，但是你問的每一個(gè)人都有5%的概率撒謊說他們認(rèn)識，只是為了好玩。而最終，你統(tǒng)計(jì)出5千個(gè)碧昂斯的朋友，盡管基本事實(shí)是，沒有一個(gè)人真是她的朋友。而如果你問了100個(gè)陌生人，你最終只會(huì)得到5個(gè)錯(cuò)誤的測量結(jié)果，但只是因?yàn)閿?shù)量龐大和隨機(jī)欺騙的概率，調(diào)查10萬個(gè)人最后卻會(huì)讓你得到5千個(gè)錯(cuò)誤的測量結(jié)果。

同樣的道理對于fMRI數(shù)據(jù)也適用：一個(gè)人的腦數(shù)據(jù)可有著數(shù)10萬個(gè)體素。由于體素?cái)?shù)量過于龐大以及隨機(jī)噪聲的存在，研究人員對每一個(gè)體素都作統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)之時(shí)，幾乎是必定會(huì)發(fā)現(xiàn)顯著的影響，盡管這樣的影響有時(shí)并不存在。

2009年，當(dāng)一次fMRI掃描在一條死掉的鮭魚中檢測到一些貓膩時(shí)，上述事實(shí)就格外明了了。當(dāng)時(shí)還是加州大學(xué)圣巴巴拉分校博士后研究員的克雷格·貝內(nèi)特（Craig Bennett）想知道數(shù)據(jù)分析的影響到底能有多大。他將一只大西洋鮭魚切片后放入MRI掃描儀里，向其展示情緒強(qiáng)烈的場景圖片，然后按照一般的步驟進(jìn)行預(yù)處理和統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。你瞧，死魚的腦子居然對情緒場景圖片顯示出了增強(qiáng)的活動(dòng)——這意味著這條鮭魚即使不是活的，也至少是有感情的。所以，就連在一條死鮭魚的腦里，MRI掃描儀都能檢測到足夠多的噪聲，以至于一些體素表現(xiàn)出了統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上顯著的相關(guān)性[6]。所以在貝內(nèi)特和同事還沒有校正多重比較問題的情況下，他們“發(fā)現(xiàn)了”虛幻的腦活動(dòng)。

而要想校正多重比較，神經(jīng)成像師必須建立嚴(yán)格的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性的閾值。菲舍爾告訴我，“這真的很難，因?yàn)槲覀儗τ谡_的方向毫無頭緒?！?/strong>研究員面臨的選擇是，究竟是要舍棄一些東西，還是要向世人展示并不真實(shí)的成果？

菲舍爾想表達(dá)的是，統(tǒng)計(jì)閾值需要在科學(xué)家兩種最深的恐懼——假陽性（將噪聲誤當(dāng)成信號）和假陰性（在噪聲中失去信號）之間謀求平衡點(diǎn)。而問題就在這里了：該領(lǐng)域還沒有解決多重比較問題的最佳實(shí)踐方案，因?yàn)?/span>大家還不能就如何平衡嚴(yán)謹(jǐn)程度達(dá)成一致。更重要的是，所有可能的校正程序都有致命的弱點(diǎn)，比如，它們會(huì)假設(shè)體素之間是相互獨(dú)立的，而事實(shí)并非如此。

2016年，另一篇論文撼動(dòng)了神經(jīng)成像學(xué)界。安德斯·埃克隆德（Anders Eklund）、托馬斯·E·尼科爾斯（Thomas E. Nichols）和漢斯·克努特森（Hans Knutsson）發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于fMRI軟件分析包中常見故障的實(shí)證研究[3]。這些軟件故障大大增加了得到假陽性結(jié)果的幾率，有時(shí)誤差率甚至超過70%，而不是大部分研究人員假定的5%。這一發(fā)現(xiàn)使人們對以往發(fā)表的研究（例如人格的大腦機(jī)制、知識的神經(jīng)表征，甚至是決策的神經(jīng)特征）都產(chǎn)生了質(zhì)疑。

我第一次讀貝內(nèi)特和?？寺〉碌恼撐臅r(shí)，整個(gè)人都呆住了。我問自己，我所做所讀的研究都是真的嗎？馬蒂諾生物醫(yī)學(xué)影像中心的主任布魯斯·羅森（Bruce Rosen）則給了我一個(gè)更溫和的看法。他說：“鮭魚的那篇論文表明，你可以用一種看似合理的方式做分析，然后得到這種非常蠢的結(jié)果。但你要問我對于得到這么愚蠢的結(jié)果感到驚訝嗎？還真的沒有。的確，fMRI檢測到的都是比較引人注目的信號，但跟基線相比，這些信號的變化也只有1%。偶然之下得到1%的變化容易嗎？相當(dāng)容易的?！?/span>

而對于?？寺〉潞屯掳l(fā)表的論文，羅森承認(rèn)道：“這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)上非常棒的觀點(diǎn)。我們其實(shí)本來就理解這點(diǎn)，但毫無疑問，還有許多人原本并不了解?！钡J(rèn)為這篇論文的含義被夸大了?！捌鋵?shí)很多結(jié)果，尤其是領(lǐng)域內(nèi)的重要結(jié)果并沒有就此被推翻，所以那篇論文的影響力其實(shí)很小。并且關(guān)于‘我們是否明顯誤導(dǎo)了大眾或讓醫(yī)生們誤入歧途’這件事，據(jù)我所知，其影響是可以忽略不計(jì)的。但這篇論文得到了大量媒體報(bào)道，然后突然間，它就成了fMRI的丑事?！?/span>

- Stephan Schmitz -

但這件丑事并沒有打消人們對該技術(shù)的樂觀猜測。在《華爾街日報(bào)》2019年的一篇文章中，科技企業(yè)家杰里·卡普蘭（Jerry Kaplan）就提到“能讀懂你的心思的機(jī)器”?？ㄆ仗m的文章強(qiáng)調(diào)了機(jī)器學(xué)習(xí)的發(fā)展和fMRI數(shù)據(jù)的融合，探討了用神經(jīng)成像檢測謊言、在法律環(huán)境中判斷有罪、判斷病人是否真的因疾病而“痛苦”，以及監(jiān)視大腦活動(dòng)的可能性。這聽起來就像是電視劇《黑鏡》某一集中的前提假設(shè)：“有一天，我們或許能在某種程度上精確地知道你的配偶是否愛你、是否覺得你有吸引力，或者有沒有外遇?！?/span>

我們其實(shí)早就開始對欺騙與大腦間的聯(lián)系感興趣了。從2008年起，像No Lie MRI和Cephos這樣的的公司就開始競相發(fā)展fMRI測謊方面的研究，并將他們的服務(wù)提供給想要驗(yàn)證自己不在場證明的被告。大部分科學(xué)家和法律學(xué)者都認(rèn)為，該技術(shù)還不足以應(yīng)用于法律，并且一些法庭也已經(jīng)拒絕了以fMRI證據(jù)作為論據(jù)的請求[7]。但就在2016年，No Lie MRI的投資人羅伯特·胡伊贊加（Robert Huizenga）還在奧茲醫(yī)生秀（The Dr. Oz Show）里宣傳該公司。他吹捧fMRI為“第一個(gè)區(qū)分大腦是在撒謊還是說真話的無偏見、有科學(xué)依據(jù)的方式?！?/span>

羅森說，他能理解為什么fMRI對人們具有特殊的說服力。他說：“是圖像的呈現(xiàn)形式使圖像暗示的含義超出了數(shù)據(jù)本身。當(dāng)你在大腦圖像上看到一個(gè)斑點(diǎn)，你就會(huì)覺得‘哇，這也太清楚了?！?/span>然而當(dāng)你看到圖像背后的數(shù)據(jù)，你才意識到，‘呃，統(tǒng)計(jì)數(shù)字可能表明這其實(shí)是一個(gè)很小的信號。’比起真正的結(jié)果，它其實(shí)更像是概率導(dǎo)致的。然而當(dāng)你看到圖像上的亮斑，它卻看起來一點(diǎn)都不像是概率所致，畢竟它可實(shí)實(shí)在在地在那兒呢，對吧。這點(diǎn)無可爭辯。”

正是腦圖像體現(xiàn)出的科學(xué)權(quán)威力量讓科學(xué)人類學(xué)家約瑟夫·杜米特（Joseph Dumit）評論道：“在法庭上，大腦圖像可不會(huì)被視作對相關(guān)性帶有偏見、并非寫實(shí)的表征，它們只會(huì)被當(dāng)成直接、客觀的寫照，這種風(fēng)險(xiǎn)實(shí)在是不應(yīng)當(dāng)?！?span style="vertical-align: super; color: rgb(163, 161, 161); box-sizing: border-box;">[8]

為試圖減輕刑罰，律師已經(jīng)開始引用腦圖像作為刑事被告的病理學(xué)證據(jù)。他們的論點(diǎn)往往采用以下形式：被告有神經(jīng)或精神障礙，認(rèn)知和道德理性受損。看，這張腦圖像就顯示了與精神病理學(xué)有關(guān)的大腦異常。

在涉及死刑的法庭案件中，神經(jīng)影像是能決定生死的關(guān)鍵證據(jù)。同時(shí)，這類證據(jù)也固化了我們對人的分類：瘋狂的、理智的，病態(tài)的、健康的，這些分類都在華麗的腦活動(dòng)圖像中得到了證實(shí)。在這個(gè)過程中，其他對于人類更整體的考量也就比不上生物學(xué)上對人格的簡單分類了。

這樣做的后果令人擔(dān)憂——將“異?！贬t(yī)學(xué)化最終可能會(huì)促使對所謂“非常態(tài)”或“錯(cuò)誤”行為的生物學(xué)干預(yù)。也就是說，fMRI的使用往往旨在說明某人的大腦是“壞掉的”，而一個(gè)壞掉的大腦就需要被修理。這就會(huì)催生出倫理隱患，最近為了減少侵犯行為而對囚犯大腦電擊刺激的舉措就是一個(gè)例子[9]。這種情況下，本是人與人之間的暴力——一個(gè)受許多結(jié)構(gòu)性和文化因素影響的社會(huì)問題——卻被歸結(jié)于個(gè)人大腦的層面上。

這個(gè)問題不容小覷，因?yàn)?/span>腦圖像緊緊抓住了我們對于人類行為之結(jié)構(gòu)機(jī)制的想象，尤其對于像精神疾病和犯罪行為這些被污名化的狀態(tài)。

- Hiwow -

我靠在椅子上，在威廉·詹姆斯廳（William James Hall）14樓的實(shí)驗(yàn)室里瞇著眼睛看傍晚的陽光。fMRI數(shù)據(jù)中大量無用的、隨機(jī)的噪聲快要把我壓垮了。我們到底如何從數(shù)字的嘈雜中提取出真正的信號呢？更何況我們的統(tǒng)計(jì)程序和現(xiàn)有知識都還存在缺陷。哪些結(jié)果是我應(yīng)該相信的？最重要的是，我們怎樣負(fù)責(zé)任地使用fMRI技術(shù)，而不去助長那些關(guān)于疼痛、欲望和其他人類情感的狹隘生物醫(yī)學(xué)定義？

伯恩對我說：“科學(xué)家也是人。如果我們對人類有什么了解，那便是，當(dāng)我們想相信一件事時(shí)，我們會(huì)很擅長欺騙自己?！?/strong>關(guān)于fMRI究竟能揭開大腦什么真相，我不想愚弄自己，也不想讓大家自欺欺人。

2020年三月世界衛(wèi)生組織宣布COVID-19為全球流行病的同一周，我提交了本科學(xué)位論文并以神經(jīng)生物學(xué)和哲學(xué)的聯(lián)合學(xué)位畢業(yè)。這篇論文里有我的fMRI實(shí)驗(yàn)報(bào)告，包括無效的那些結(jié)果，也指出了未來能開展進(jìn)一步分析的方向。我還論證了某種fMRI證據(jù)如何說明了幸災(zāi)樂禍（schadenfreude）——對于其他人或群體的不幸感到愉悅的情緒——之不道德。我對我的學(xué)位論文深感驕傲，也發(fā)自內(nèi)心地享受收集和分析神經(jīng)數(shù)據(jù)的過程。

- Karolis Strautniekas -

• 原文鏈接：

https://nautil.us/issue/111/spotlight/the-trouble-with-brain-scans

制版｜小圭月