fMRI软件bug让4万份脑研究成果付诸东流?

2016-07-11 Neuroskeptic 神经现实 神经现实

来源:Neuroskeptic | 翻译:岳川


一份《PNAS》上发表的新论文引起轩然大波。这篇名为《Cluster failure: Why fMRI inferences for spatial extent haveinflated false-positive rates》的论文出自瑞典神经学家Anders EklundTom NicholsHans Knutsson

 

根据很多冠以“集群失败”的新闻标题,这份论文是一个毁灭性重磅炸弹,可以摧毁功能磁共振成像的整个领域。

 

“fMRI软件bug15年的研究陷入问题” ——Wired

“fMRI软件的一个bug可能会让15年的大脑研究失效,兹事体大”—— ScienceAlert

新研究表明成千上万的fMRI脑研究可能存在缺陷” ——Motherboard

 

这究竟是怎么一回事?真的兹事体大么?

 

首先要注意的是这个新闻并不新。自从2012年开始我就撰文提及了Eklund等人在假阳性问题上的工作。在这段时间里,Eklund及其同事发展了这样的观点,一些常用fMRI分析软件工具存在基本缺陷,当涉及寻找与任务或刺激有关的激活,即寻找执行特定任务期间哪个大脑区域亮起来时,软件缺陷会导致假阳性率升高。

 

该论文仅仅是这个项目的顶点,而结果——高达70%的分析至少产生一个假阳性,取决于软件和条件——不会让持续跟踪缺陷问题的人感到吃惊。

 

尽管在集群失败中还有未预料到的一点:Eklund等人揭示了他们发现在其中一个被称作AFNI的软件包中存在一种不同的bug

 

在测试AFNI工具的三个软件包时,在3dClustSim中发现了这个存在了15年的bug。(该bug20155月也就是这份论文起草期间被AFNI团队修复)。这个bug基本减少了搜索集群的图像大小,低估多重矫正的严重性,高估重要性(即3dClustSim FWE P值过低)。

 

这是一个新的重要问题,但新bug仅适用于AFNI,不存在于广泛使用的软件包如FSLSPM

 

至于问题的严重性,在我看来,事态非常严重。但这个缺陷不会如新闻标题所说的那样15年的大脑研究失效。一方面,这个问题只影响fMRI,大多数脑研究不使用fMRI。此外,Eklund等人的发现没有让所有fMRI研究陷入问题——这个问题仅仅影响了激活图谱研究。然而,尽管这些实验很常见,它们远离了fMRI的唯一应用。功能连接或者多体素模式分析(MVPA)的研究越来越流行,据我所知,它们不可能会受到影响。

 

最后,记住发现至少一个假阳性的70%的可能性并不意味着“70%的阳性都是假的这点很重要。如果有很多真阳性,那么仅有少部分阳性是假的。然而,直接知道真阳性率是不可能的。

 

Eklund A, Nichols TE, & Knutsson H (2016). Cluster failure: Why fMRI inferences for spatial extent have inflated false-positive rates. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America PMID: 27357684

点击阅读原文获取论文链接

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