搞笑诺贝尔神经科学奖:死亡鲑鱼研究

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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。

Scicurious has a PhD in Physiology from a Southern institution. She has a Bachelor of Arts in Philosophy and a Bachelor of Science in Biology from another respected Southern institution. She is currently a post-doctoral researcher at a celebrated institution that is very fancy and somewhere else. Her professional interests are in neurophysiology and psychiatric disorders. She recently obtained her PhD and is pursuing her love of science and writing at the same time. She often blogs in the third person. For more information about Scicurious and to view her recent award and activities, please see her CV ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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