fMRI源頭可能就錯了，4萬篇文獻可能被打臉！

來源：梅斯醫學整理自生物通

功能性磁共振成像（fMRI，functional magnetic resonance imaging）是一種神經影像學方式，其原理是利用磁振造影來測量神經元活動所引發之血液動力的改變。用於這種方法的非侵入性、沒有輻射暴露問題等優點，被廣泛應用於神經科學研究。然而近期來自麻省總醫院的一組研究人員發現，fMRI數據處理最常用的軟體包產生的假陽性率高達 70%，這令其所涉及的40,000項研究受到質疑。這一研究成果公布在6月28日的《美國國家科學院院刊》（PNAS）雜誌上。梅斯醫學編輯在pubmed上檢索發現，至少34928篇文獻使用了fMRI技術的關鍵詞。

fMRI常規呈現的圖像（梅斯醫學註：圖片來自網路，非原文配圖）

雖然，fMRI假陽性為大家所知，但是從來沒有人懷疑技術本身。2010年，PNAS上發文也質疑假陽性太高的問題（PNAS:fMRI可探測記憶,受假陽性困擾）。

「雖然功能磁共振成像fMRI已經25歲了，但令人驚訝的是這種技術的最常見統計方法未經過真實數據的驗證，」文章作者，瑞典林雪平大學的Anders Eklund表示。這一點是可怕的，可能從一開始fMRI技術就存在缺陷，甚至可以說，可能是廠家推動的結果。

功能性磁共振成像是近年來神經影像學研究的重大進展之一，已從實驗室研究進入到臨床實驗階段，對神經系統進行了詳細的研究，在一些疾病的研究方面具有重要的作用。曾經科學家利用fMRI研究了人類思考某一具體的名詞時大腦在哪個區域產生相對應的活動，預測人腦對具體字眼反應的大腦活動模式，揭示外在的事物如何轉變為人腦的內在感受，十分有趣。

這種成像方法能將大腦劃分為許多個小單元：voxels，通過這種方法來檢測大腦活性。然後再利用軟體來對這些小單元分類，尋找相似活性的「區域」。

Eklund和他的同事分析了來自500例健康對照的靜息態（resting-state，就是大腦非任務狀態）fMRI數據，然後隨機分配到對照組和「實驗」組，這些數據會被數千次分配到三個常見的軟體包：PM、 FSL 和 AFNI中的一個，造成假陽性。為了減少假陽性，往往在研究時，還會引入任務態，增強對照，但即使如此，往往仍然有大量的腦區呈現相似的陽性信號，這些往往被研究人員認為「其它干擾」而去除。實際上，得出大量的所謂的差異激活的腦區，往往並沒有特徵性的解釋。

除了高得驚人的假陽性率，研究人員還在AFNI 軟體包中發現了一個bug：當他們利用軟體的一個調試版本時，能減少10%的假陽性率。研究人員指出，大多數採用這種錯誤軟體的研究數據不可用，因此數據不容易重新分析。

除此之外，最近的一項研究指出最強的血管反應匹配附近最強的神經活動，表明fMRI可告訴我們關於大腦某區域總體功能的許多信息。壞消息則是，fMRI永遠無法精確繪製神經迴路。

這組研究人員發現在感官刺激過程中，並未精確「調整」血流量增加以響應局部的神經活動，由此挑戰了血管和局部神經反應緊密聯繫這一長期以來持有的觀點。

原始出處：

Eklund A, Nichols TE, Knutsson H. Cluster failure: Why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positive rates. Proc Natl Acad Sci U S A. 2016 Jun 28. pii: 201602413

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