
越来越多的证据表明,已发表的神经科学发现中有相当一部分无法被复制。问题并非欺诈或草率,而是根植于大脑研究如何进行的统计架构之中,其教训超越了复制率本身,延伸到了我们如何推断大脑功能这一根本性问题。
复制危机在神经科学中并非单一失败的案例,而是一种模式。特别是脑-行为成像研究,已被证明难以复制。当独立的实验室使用相同的方法重复已发表的实验时,他们常常得到不同的结果。原始发现与复制尝试之间的差距已经大到让一些研究者质疑神经影像学文献中有多少是建立在坚实基础之上的。
根本问题在于统计功效,或者说统计功效的不足。许多神经科学研究,特别是那些使用功能性磁共振成像的研究,仅在20到30名受试者的样本量上进行。这些小样本会产生对大脑活动充满噪声的估计。在20人扫描中看似”激活”的大脑区域,在另一次扫描中可能不会出现,这并非因为第一个发现是错误的,而是因为信噪比对于小样本来说实在太低,无法可靠地检测到它。
这一问题因分析灵活性而进一步加剧。一个包含10万个体素(3D像素)的功能性磁共振成像数据集,可以通过数千种合理的方式进行分析。运行某一种分析流程并发现显著结果的研究者,可能是在利用噪声的偶然特征,而非真正的神经信号。而使用不同流程、甚至相同流程但使用新样本的复制尝试,则一无所获。
这对脑科学意味着什么
复制问题迫使神经科学重新审视如何推断大脑功能。一项显示大脑区域在任务中”亮起”的功能性磁共振成像研究,本身并不能证明该区域对该任务来说是必需的。这需要来自病变研究、动物模型以及经颅磁刺激等因果技术的汇聚性证据,而许多已发表的研究并未提供这些证据。
好消息是这个领域正在做出回应。大型多实验室合作项目,如”许多实验室”项目和国际脑实验室,正在以单个实验室无法企及的样本量进行协调复制。例如,国际脑实验室2021年的一项工作表明,小鼠的标准化行为任务在七个实验室中产生了一致的结果,这证明了当方法被严格标准化时,复制是可能的。
预注册,在数据收集开始前将分析计划提交到公共注册表,正变得越来越普遍。包括《自然·神经科学》和《神经影像》在内的期刊现在要求某些类型的文章进行预注册。一些资助机构正在直接支持复制研究。
更深层的教训
神经科学中的复制危机有时被描述为一场可信度危机,但它或许更应该被理解为统计谦逊的一课。人脑是已知宇宙中最复杂的物体,拥有大约860亿个神经元,形成数万亿个突触连接。期望小样本研究能够可靠地绘制其功能图,从来都是过于乐观的。
向更大样本、标准化方案和预注册分析的转变,并不意味着旧的文献没有价值。这意味着该领域正在开发更好的工具来区分信号和噪声,并且在这个过程中,学习到大脑比研究者们曾经意识到的还要难以研究。
来源:Live Science (2026),”Neuroscience findings often can’t be replicated, and it’s a big problem for what we know about the brain”;International Brain Laboratory (2021),”Standardized and reproducible measurement of decision-making in mice,” eLife;Many Labs 复制项目;功能性磁共振成像可复制性的各项荟萃分析。
婷 翻译

