對 fMRI 研究風波的省思

作者 | 發布日期 2016 年 07 月 21 日 12:00 | 分類 尖端科技 , 醫療科技 follow us in feedly
Flickr/Gerwin Sturm CC BY 2.0

fMRI 技術發明至今 20 多年,它利用非侵入性的方式提供理解系統神經科學層次重要的資料,在神經科學上具有重要貢獻。近期瑞典與英國研究人員在 PNAS 期刊上發表一篇論文,指出功能性核磁共振影像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)軟體存在漏洞,影響過去 15 年來腦造影研究的可信度。這篇對於 fMRI 提出質疑的論文,其實讓我們除了聚焦在科學上的討論之外,更可藉此探討一般民眾「理解」與研究人員「使用」這項工具的心態。




這幾年來由於科普教育的普及,台灣一般民眾對於 fMRI 多少有所耳聞,並不陌生。然而在對於人類文明能產生如此先進的「技術」感到驚豔之餘,我們能否藉由它增進對於人腦功能上的了解,卻較少人去碰觸與關心。現在於媒體常見種種繪聲繪影「生活與大腦影像關聯性」的類似報導,早已一而再再而三灌輸讀者「人腦分為負責 xx 功能的 yy 區域」這類過於簡化的想法。久而久之,我們對於人腦功能的理解僅留下「外界的刺激/人類行為與腦部特定空間上活動一一對應」這種功能性定位(functional localization)的想法。當我們對 fMRI 的用途僅剩這樣一種模式時,自然而然會對這樣一個造價千萬/億元台幣的儀器的目的(何以使用 fMRI 能增加對於腦功能的了解?)與正當性(為何使用人民納稅來購買如此昂貴的儀器?)產生疑問。而當有科學研究提出對 fMRI 的質疑時,社會上的不信任的迴響就會被激發出來。

此外,由於 fMRI 本身工具上的複雜性(牽扯到工程技術/生理現象/數據分析),使得不少應用這個工具進行研究的人員,在知識的隔閡或便宜行事的心態下,套用各種現成工具來設計實驗/分析結果。然而對於工具本身的一知半解,將導致在解釋實驗結果時出現盲點、誤解甚至濫用。有些對於這篇 PNAS 論文感到惶恐的研究者,並沒有在其研究所牽涉的資料分析上有足夠的理解,僅在人云亦云的情況下沿用各種定型化的「菜單」來進行研究。因此,當有專業的研究人員指出資料分析上可能的謬誤時,便不知所措。

fMRI 本身是個中立性的工具。但是當我們仔細審視有關 fMRI 的各項研究報告時, 會發現許多研究並沒有建立在精確的假設上。換句話說,不少研究在進行實驗前對於問題並沒有明確的想法,實驗上也缺乏科學步驟所重視的控制變因,而僅僅想利用華麗的儀器來進行純探索性(exploratory)的研究。在這種情況下,當發現某些腦部區域活動與特定行為/刺激具有關聯性後,也就只能停在報告這些分布的層次上。如果研究人員先無法確定估計這些腦部活動的分布在過程中,因實驗設計/物理原理/資料分析所牽涉到的各種不確定性,其次也無法進一步說明這個「現象」能為社會大眾帶來何種知識,那 fMRI 研究的價值自然也是個問號。

危機也是轉機,能否藉由這次有關這篇論文的討論,使民眾與研究人員對於 fMRI 在科學上的角色、必要性、限制和機會,能放慢腳步好好思考一下,其實是件好事。但是我本身對於 fMRI 是抱持著正面的態度:畢竟,人類文明數千年來不斷投入量度並理解人的心智活動,而 fMRI 這項工具的出現,則提供給了我們有效率、非侵入性地達成這個目的的機會。

(作者:林發暄博士,台灣大學醫學工程學研究所教授;首圖來源:Flickr/Gerwin Sturm CC BY 2.0)

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