【磁核共振】腦部影像研究遭到質疑

■ 聲稱腦部影像和人類一些情緒或行為特質有著高度相關,是近年腦神經科學的一大成就,不過最近有越來越多科學家質疑功能性磁振造影(functional magnetic resonance imaging)實驗的重現性。

CaptPiper@flciker
「來MRI一下吧!」磁核共振造影因為對軟組織的分辨力很好,在醫療上很有貢獻,可以幫助醫生看見人體內部的狀況。

  最新研究顯示,聲稱能藉掃描找出特定腦部活動與人格、記憶及情感之連結的相關研究,其成果很難重現。

  這篇即將發表於《紐約科學院年誌》的文章,針對某些功能性磁振造影在受試者心智運作時,記錄到的腦部活動影像是否真實可靠,提出質疑。

  使用公釐為單位的精密磁振造影掃瞄器,監控腦部氧氣的使用狀況,正確性無庸置疑。然而,加州大學聖塔芭芭拉分校認知神經學者米勒(Michael Miller)所領導研究團隊,則對部分實驗結果顯示,腦部活動以及個人特質與情感(例如受實驗影響而生的受拒感)間,相關性高達百分之八十或九十,感到懷疑。

  米勒針對六十三篇功能性磁振造影相關期刊文章的分析顯示,若在同一群受試者身上,分別在不同時間進行兩次測驗,則同一受試者兩次試驗,均在腦部同一處產生發亮反應者,其相關性只有百分之五十。

  加州大學聖塔芭芭拉分校認知神經學博士後研究員、也是共同作者的班耐特(Craig Bennett)表示,研究團隊主要著眼於功能性磁振造影實驗的可信度,了解若同樣的實驗重做一次,研究的所得與結論,是否也會相同。

  這已經是一年多來,第三篇對於功能性磁振造影提出質疑的研究。

  去年上半年,劍橋麻省理工學院實驗心理學者伏爾(Edward Vul)的研究團隊,指出腦部活動,與像是人格和情感等這些本質上籠統的概念,兩者之間是不可能有高度相關性的。

  伏爾的研究,在功能性磁振造影研究圈內,引燃了班耐特口中的「西部牛仔大槍戰」(Wild West shoot-out)。其後,馬里蘭貝塞斯達州國家心智健康研究中心腦部實驗室克里格斯科特( Nikolaus Kriegeskorte)研究團隊所發表的文章,則指出許多登上知名期刊的功能性磁振造影相關論文,無意中都包含了失真偏頗的數據。

  班耐特表示,此篇分析的目的,並不在於批評功能性磁振造影研究,反過來說,倘若能成功再現實驗所得,研究結果將非常具有證據力。

Modern_3T_MRI(台北三總的磁共振機器,wiki)
典型的磁共振造影機器(這台在台灣的三軍總醫院),很常出現在醫學影集之中

重現實驗結果

  其他科學家的反應,則不盡相同。克里格斯科特認為,由於這項新研究指出的,並不是一項方法學上的重大錯誤,因此激起爭論的機會不大。然而,克里格斯科特表示,這的確使科學界對於功能性磁振造影的先天可變性(variability),有近一步的了解。由於測量技術總會受到干擾,所得的數據也多少會有不可靠、失準的時候,要談功能性磁振造影等技術的可靠與否,絕對不是二元式的「可靠」或「不可靠」可以描述。。

  奧勒岡州波特蘭奧勒岡健康與科學大學神經科學家史蒂文斯(Alexander Stevens)則對此研究表示肯定,儘管此研究所得與整個腦部的活動比較相關,對於可以忽略其他部位的局部區塊研究來說,影響不大,但史蒂文斯認為,整體來說,這是一項早就應該要進行的研究。

  紐約布克海文國家實驗室磁振造影中心主任托瑪西(Dardo Tomasi)認為,這項發現對磁振造影研究界來說,是個警訊。托瑪西表示,此領域多數研究者,對於實驗的可信度沒有什麼概念,因此應更加關注研究所得的重現性。

  托瑪西指出,相關研究應有足量的受試者,以確保統計檢定力,而實驗規範則應掌控確切時間、用藥或藥物濫用情況、年齡與性別等因子。同時使用功能性磁振造影掃瞄器時,也必須謹慎小心,因為只要稍稍轉動儀器一、兩度,就會造成顯著的改變。

  倫敦學院大學衛爾康信託神經影像中心科學總監弗理斯頓(Karl Friston)卻表示,儘管這項新研究的確有其價值,但其影響力十分有限,大部分的研究者並不會因而改變既有的研究模式。

  弗理斯頓認為,要解答對於實驗可信度高低的質疑,更適當的方法是看看重複實驗是否結果相同。因此,想要了解功能性磁振造影的可信度,應該從證實腦部活動具有統計學顯著意義的二十五萬篇同儕審查文獻著手。

  班耐特承認,許多功能性磁振造影研究,的確證實了腦部活動與行為間的相關性。然而,研究也顯示,不論是不同人之間、甚或同一個人本身,腦部活動的差異性仍然很大,會對實驗結果的精確度產生影響,因此必須要列入考慮。

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原載於【知識通訊評論月刊九十期】2010.04.01??????????????????????????????????????????????? CASE網誌好讀版 by MissZoe?

延伸閱讀:Bennett CM, Miller MB. (in press). How reliable are the results from functional magnetic resonance imaging??Annals of the New York Academy of Sciences.

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