本文发表于《大众科学》的前博客网络,仅反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
我不得不说,我非常高兴这项研究获得了搞笑诺贝尔奖。不仅仅是因为这是一项非常有趣的研究,还因为它确实是那种让你发笑,然后让你思考的研究。就这项研究而言,它确实改变了很多我们对 fMRI 校正的看法,并且实际上可能真正影响了数据的发布方式。因此,我向您介绍:死亡鲑鱼研究。
Bennett 等人。“死后大西洋鲑鱼跨物种视角理解的神经关联:关于适当的多重比较校正的论证”《意外和偶然结果杂志》,2010年。
这项研究最初只是一个有趣的尝试,几乎从未公开。但自从它问世以来,它已成为功能性磁共振成像领域一项非常重要的研究,功能性磁共振成像测量的是任务期间(通常在人类中)大脑中血氧水平的变化。这些研究被广泛使用,并在媒体中被广泛引用,它们告诉了我们很多关于大脑、我们的心智能力和某些疾病状态的信息。但在这项研究之前,并非所有这些研究都得到了充分的控制。现在,情况似乎正在好转。而这一切都归功于一条死亡的鲑鱼。
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这一切都始于 Bennett 等人设置他们的……嗯……真实实验。他们打算研究人类及其对社会刺激的反应。但为了做到这一点,他们必须首先测试机器。显然,当您通常测试 fMRI 机器时,您会在其中放入一个装满矿物油的大气球。只是为了测试它并寻找对比度等。这项研究的作者想要一些不同的东西,他们想要一些具有更高对比度和不同类型纹理的东西。
所以他们首先买了一个南瓜。
(由作者提供。如果您仔细观察,可以看到里面的种子!)
他们得到了一些不错的信号,但对比度不是很好。接下来他们尝试了一只康沃尔肉鸡(死的,去毛的,从商店买的)。这也产生了不错的视觉效果,但并不是他们真正需要的。作者需要一些具有良好对比度的东西,而且还需要几种清晰定义且可区分的组织类型:脂肪、骨骼、肌肉等。
鲑鱼登场。
主要作者 Craig Bennett 博士想买一些新鲜的东西,所以他一大早就去了杂货店。在鱼柜台,他说出了将在几个世纪后回响的话语,作为对各个时代神经科学家奉献精神和动力的证明
“我需要一条完整的大西洋鲑鱼。为了科学。”
我仍然感到震惊的是,鱼柜台的人没有给他打折。为了科学,难道不应该打折吗?!
在获得了样本后,作者将鲑鱼放入 fMRI 中,并运行了所有常用的解剖扫描,然后也运行了实验研究集。在这项研究中,鲑鱼被展示了人们处于社会情境中的图像,包括社会包容情境或社会排斥情境。鲑鱼被要求做出回应,说明情境中的人一定是什么感受。从论文中我可以看出,鲑鱼没有遵守指示。淘气的鲑鱼。
结果被搁置了很久,直到该研究的另一位作者正在举办一个关于如何正确分析 fMRI 数据的研讨会。他们想对一些不太可能的事情进行一些不正确的分析,并想起他们的电脑里有鲑鱼数据。一项研究就此诞生。
现在,澄清一下:他们到底在做什么?嗯,当你在大脑中进行 fMRI 研究时,那里有大量的信息。这些信息通常被分解成称为体素的部分。在一个研究和对比度选择中,最多可达 130,000 个体素,查看每个体素以查看它是否与其他的相比是“激活”的。对这些研究进行统计分析就成了一个问题。你必须进行数千次比较,并且你开始遇到所谓的“多重比较问题”。如果你做了很多测试,即使它们不是真实的,至少其中一些也会呈阳性。这些被称为假阳性,是你真正想要注意的事情。
为了解决这个问题,有各种方法可以校正多重比较,但这同时也意味着你会损失很多统计功效。换句话说,你摆脱了假阳性,但这可能意味着你没有看到真正存在的东西,你可能会发现假阴性。在 fMRI 领域,关于假阳性或假阴性哪个更危险,一直存在争论。这项研究的作者认为(我倾向于同意)假阳性更有可能被夸大,并导致后续的问题。对于统计问题的非常好的总结,我推荐 neuroskeptic 关于该主题的文章。
因此,在最终结果中,作者将正常的多重比较与多重校正后的比较进行了比较。当他们使用多重校正后的比较时,死亡鲑鱼什么也没显示。当他们进行没有校正的多重比较时,鲑鱼显示出“激活”的显着增加,巧合的是,激活区域在大脑和脊髓中。这表明了校正多重比较和避免假阳性的重要性。
最初的海报几乎没有参加会议,但当它参加会议时,它引起了巨大的轰动,并且反响非常积极。有些人喜欢用鲑鱼研究来证明 fMRI 是伪科学,但事实并非如此,这实际上是一项展示校正统计数据重要性的研究。
海报和最终发表的论文可能对该领域产生了影响。作者指出,在海报展示时,已发表的 fMRI 研究中,有 25-40% 的研究没有使用校正后的比较。但是,到本小组上周获得搞笑诺贝尔奖时,这个数字已降至 10%。谁知道呢,这可能部分归功于一条死鱼。
*我应该注意到,这项研究的至少一位作者 Craig Bennett 博士阅读了这个博客!!当我他告诉我时,我非常激动(并且有点害怕,我的意思是,我知道有人阅读它,但是……我的意思是如果我搞砸了怎么办?!显然我需要参加 #scio13 的“当人们开始认真对待你的在线胡言乱语时”会议)。他在 Twitter 上,你可以关注他的科学胡言乱语 @prefrontal。他还提供了非常应季的南瓜 fMRI 照片。Bennett 博士还指出,他没有获得鲑鱼的报销,但那是因为他们后来吃了它。