2025年9月,作者撤回了2022年发表于《Science》的一篇备受争议的文章,该文章结果显示功能性磁共振成像(fMRI)可用来测量神经元活动。
尚帕利莫未知技术研究中心的研究者Noam Shemesh并未参与这项研究,他认为该撤稿标志着“神经元活动直接成像(DIANA)”方法走到尽头。DIANA以一种特殊方式收集fMRI数据,使研究人员能够测量毫秒级的信号变化。许多神经成像研究人员仍抱有希望,期待有朝一日能利用fMRI捕捉神经元活动。
论文撤稿
这项撤稿研究由韩国成均馆大学Jang-Yeon Park领导的团队完成,在对小鼠胡须垫进行电击后25毫秒,研究人员在其体感皮层捕捉到了一个信号峰值。
图.撤稿文章
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4340
该结果发表后,轰动了整个领域,然而,其他实验室都无法成功复现。因此,2023年8月编辑发布关注声明:“论文中描述的方法不足以让他人复现结果,研究结果可能受到了主观数据选择的干扰”。
作者在撤稿声明中表示,“收到编辑的关注声明后,我们重新分析了数据。不幸的是,新结果并未强有力地支持最初的结论。因此,我们决定撤回这篇论文。”
图.撤稿声明
链接:https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec1773
其他团队尝试复现研究结果
使用fMRI直接捕捉神经元活动,而不是通过血流和血氧变化间接测量,长期以来一直是fMRI领域一个未实现的梦想。因此,当DIANA论文发表时,包括Noam Shemesh在内的许多研究人员都迫不及待地想在自己的实验室尝试这一方法。
Noam Shemesh表示,“我带上最优秀的学生冲到地下室,当场编写了序列代码并首次进行了实验,”他们看到了信号峰值,但很快意识到那只是一个伪影。
另外两个研究团队也得出了同样的结论,并于2024年3月发表了复现失败的结果。其中一个团队观察到了所谓的信号峰值,但发现这是由数据采集时间产生的伪影:原本用于同步扫描仪和动物刺激的电脉冲,意外地使数据采集偏移了10微秒。另一组研究人员在排除了与预期信号不符的数据后,才观测到峰值信号。
作者的其他应对方式
在正式撤稿之前,Jang-Yeon Park及其合作者还在bioRxiv上发布了一篇预印本论文,概述了导致DIANA信号产生的伪影。Jang-Yeon Park表示,预印本的引言和讨论解释了他们决定撤稿的原因。
图.预印本
链接:https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.08.31.673005v1
该预印本证实了上文中的时间延迟问题,但有一项研究指出的数据选择问题并没有得到解决。
Jang-Yeon Park团队致力于让大脑中的质子保持在稳定的磁化状态,从而将观测到的所有磁化变化归因于动作电位产生的电流。但一位生物医学工程教授Shella Keilholz表示,很多因素都可能导致这种稳态出现微小偏差,其中包括用于维持稳态的信号抑制机制,以及之前提到的时间延迟问题等。
参与了一项复现尝试的研究者Meno说“这些是细微的信号不一致,通常情况下,没人会在意它们,因为它们太微小了。”
Shella Keilholz表示,一旦你去寻找像DIANA这样微弱的信号(特征为发生约0.2%的信号强度变化),这些波动会淹没所有有意义的测量数据。
鉴于这些伪影,预印本中写道,得出“该信号主要归因于神经元活动”的结论为时尚早,还需要进一步的研究。
但作者们指出,这些伪影无法解释为何研究团队观测到的活动变化峰值会先后出现在丘脑、体感皮层,且其时间尺度与电生理学实验数据高度吻合,这种结果的一致性"很难用巧合来解释"。
作者并没有将整个信号完全归结为伪影。预印本中写道:“我们预计,要充分阐明DIANA信号与大脑激活(包括神经元活动)之间的关系,需要足够的时间和学术界全面的支持。”
麻省理工学院和麦戈文脑研究所生物工程教授Alan Jasanoff说,"科研时我们经常会走向错误的道路,当这些错误隐约指向感兴趣的结论时,更是令人难以放弃”。他也主导了一次复现研究,但他表示,“非神经元来源的角度足以解释这一信号,所以不会基于此来进行神经科学研究。”
文章整理自:https://www.thetransmitter.org/retraction/authors-retract-science-paper-on-controversial-fmri-method/
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