本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,僅反映作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
我不得不說,我非常高興這項研究獲得了搞笑諾貝爾獎。不僅僅是因為這是一項非常有趣的研究,還因為它確實是那種讓你發笑,然後讓你思考的研究。就這項研究而言,它確實改變了很多我們對 fMRI 校正的看法,並且實際上可能真正影響了資料的釋出方式。因此,我向您介紹:死亡鮭魚研究。
Bennett 等人。“死後大西洋鮭魚跨物種視角理解的神經關聯:關於適當的多重比較校正的論證”《意外和偶然結果雜誌》,2010年。
這項研究最初只是一個有趣的嘗試,幾乎從未公開。但自從它問世以來,它已成為功能性磁共振成像領域一項非常重要的研究,功能性磁共振成像測量的是任務期間(通常在人類中)大腦中血氧水平的變化。這些研究被廣泛使用,並在媒體中被廣泛引用,它們告訴了我們很多關於大腦、我們的心智慧力和某些疾病狀態的資訊。但在這項研究之前,並非所有這些研究都得到了充分的控制。現在,情況似乎正在好轉。而這一切都歸功於一條死亡的鮭魚。
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這一切都始於 Bennett 等人設定他們的……嗯……真實實驗。他們打算研究人類及其對社會刺激的反應。但為了做到這一點,他們必須首先測試機器。顯然,當您通常測試 fMRI 機器時,您會在其中放入一個裝滿礦物油的大氣球。只是為了測試它並尋找對比度等。這項研究的作者想要一些不同的東西,他們想要一些具有更高對比度和不同型別紋理的東西。
所以他們首先買了一個南瓜。
(由作者提供。如果您仔細觀察,可以看到裡面的種子!)
他們得到了一些不錯的訊號,但對比度不是很好。接下來他們嘗試了一隻康沃爾肉雞(死的,去毛的,從商店買的)。這也產生了不錯的視覺效果,但並不是他們真正需要的。作者需要一些具有良好對比度的東西,而且還需要幾種清晰定義且可區分的組織型別:脂肪、骨骼、肌肉等。
鮭魚登場。
主要作者 Craig Bennett 博士想買一些新鮮的東西,所以他一大早就去了雜貨店。在魚櫃檯,他說出了將在幾個世紀後迴響的話語,作為對各個時代神經科學家奉獻精神和動力的證明
“我需要一條完整的大西洋鮭魚。為了科學。”
我仍然感到震驚的是,魚櫃檯的人沒有給他打折。為了科學,難道不應該打折嗎?!
在獲得了樣本後,作者將鮭魚放入 fMRI 中,並運行了所有常用的解剖掃描,然後也運行了實驗研究集。在這項研究中,鮭魚被展示了人們處於社會情境中的影像,包括社會包容情境或社會排斥情境。鮭魚被要求做出回應,說明情境中的人一定是什麼感受。從論文中我可以看出,鮭魚沒有遵守指示。淘氣的鮭魚。
結果被擱置了很久,直到該研究的另一位作者正在舉辦一個關於如何正確分析 fMRI 資料的研討會。他們想對一些不太可能的事情進行一些不正確的分析,並想起他們的電腦裡有鮭魚資料。一項研究就此誕生。
現在,澄清一下:他們到底在做什麼?嗯,當你在大腦中進行 fMRI 研究時,那裡有大量的資訊。這些資訊通常被分解成稱為體素的部分。在一個研究和對比度選擇中,最多可達 130,000 個體素,檢視每個體素以檢視它是否與其他的相比是“啟用”的。對這些研究進行統計分析就成了一個問題。你必須進行數千次比較,並且你開始遇到所謂的“多重比較問題”。如果你做了很多測試,即使它們不是真實的,至少其中一些也會呈陽性。這些被稱為假陽性,是你真正想要注意的事情。
為了解決這個問題,有各種方法可以校正多重比較,但這同時也意味著你會損失很多統計功效。換句話說,你擺脫了假陽性,但這可能意味著你沒有看到真正存在的東西,你可能會發現假陰性。在 fMRI 領域,關於假陽性或假陰性哪個更危險,一直存在爭論。這項研究的作者認為(我傾向於同意)假陽性更有可能被誇大,並導致後續的問題。對於統計問題的非常好的總結,我推薦 neuroskeptic 關於該主題的文章。
因此,在最終結果中,作者將正常的多重比較與多重校正後的比較進行了比較。當他們使用多重校正後的比較時,死亡鮭魚什麼也沒顯示。當他們進行沒有校正的多重比較時,鮭魚顯示出“啟用”的顯著增加,巧合的是,啟用區域在大腦和脊髓中。這表明了校正多重比較和避免假陽性的重要性。
最初的海報幾乎沒有參加會議,但當它參加會議時,它引起了巨大的轟動,並且反響非常積極。有些人喜歡用鮭魚研究來證明 fMRI 是偽科學,但事實並非如此,這實際上是一項展示校正統計資料重要性的研究。
海報和最終發表的論文可能對該領域產生了影響。作者指出,在海報展示時,已發表的 fMRI 研究中,有 25-40% 的研究沒有使用校正後的比較。但是,到本小組上週獲得搞笑諾貝爾獎時,這個數字已降至 10%。誰知道呢,這可能部分歸功於一條死魚。
*我應該注意到,這項研究的至少一位作者 Craig Bennett 博士閱讀了這個部落格!!當我他告訴我時,我非常激動(並且有點害怕,我的意思是,我知道有人閱讀它,但是……我的意思是如果我搞砸了怎麼辦?!顯然我需要參加 #scio13 的“當人們開始認真對待你的線上胡言亂語時”會議)。他在 Twitter 上,你可以關注他的科學胡言亂語 @prefrontal。他還提供了非常應季的南瓜 fMRI 照片。Bennett 博士還指出,他沒有獲得鮭魚的報銷,但那是因為他們後來吃了它。