功能核磁共振技术简介

功能核磁共振技术（f MRI）出现在1992年，到目前应用已经有20多年的历史。其原理是神经活动需要消耗能量，消耗掉的能量需要补充。这意味着新近活跃的脑区的血流量会增加。而电磁能够测量流到大脑不同区域的血流中的氧的含量，高分辨率的MRI图像可以得到这种血流量数据，研究人员借此识别执行某项任务时被激活的脑结构。它主要是将大脑划分为许多小的单元voxels，然后基此检测大脑活性，利用对这些小单元分类，寻找相似的活性区域。由于体素非常之小，软件必须对整体进行检查，找寻“聚群”（clustering）——一群行为相似的相邻体素。尽管历史很短，却产生了极大影响，出现在12 000多篇的科学论文中。

这项技术的原理是“大脑在执行某项任务时会产生一种图像”，所以其主要目的是提供与某一活动相平行的大脑图像，当然这些图像是与特定的神经元群相关的。而要实现这一点，统计方法变得很重要。在成像的情况上，这种类型的图获得100—2 000次，每张图大概由10万个voxels组成。大量的voxels成了背景噪声，而有意义的数据需要被分析出来。“f MRI在过去几年里经历了快速增长，在许多领域中发现在应用，如神经科学、心理学、经济学和政治科学”。^[16]所以他们是通过图像来推演、验证大脑的某种活动，如图4-1。

图4-1　f MRI等技术的关系^[17]

功能核磁共振技术（f MRI）和诸如EEG／MFG等技术在过去的二十年里对人类记忆研究起着比较重要的作用。“功能神经成像技术，例如功能核磁共振（f MRI）和脑电图／脑磁图（EEG／MEG）在近二十年来对人类记忆研究产生了主要影响”。^[18]这些技术导致了很多成果，如功能位置（functional localization）和大脑地图（brain mapping），这些进展为我们理解记忆奠定了扎实基础。后来还出现了高分辨率的f MRI技术。(www.xing528.com)

在2015年出版的《记忆的认知神经科学》一书中，集合了全世界最新的运用这项技术研究人类记忆的成果。从其研究对象看，工作记忆（working memory）、内隐记忆（implicit memory）、错误记忆（false memory）、情景记忆成为主要的研究问题，这些区分源自心理学传统。从记忆问题看，诸如记忆的提取、记忆的神经基础、病人的记忆问题等各方面的问题都得到了研究。

尽管如此，这项技术也需要反思。来自科学的反思、来自哲学的反思都指向了这项技术。首先是来自科学自身的反思，至少这项技术存在两个方面的缺陷。2009年一项实验证明了这一方法的缺陷。^[19]根据2010年的一篇文章指出，f MRI可以探测记忆，但是受假阳性影响。2016年另一篇文章指出：“f MRI数据处理最常用的软件包产生的假阳性率高达70%，这令其产生的40 000项研究受到质疑……梅斯医学编辑在pubmed上检索发现，至少34 928篇文献使用了f MRI技术的关键词。”^[20]根据研究，f MRI无法精确绘制神经回路。另外其无法特定地控制确定的神经元群。“直到最近，主要的障碍是在动物完成认知任务的时候，无法特定地从基因上在实时中控制确定的神经群。随着光遗传技术的出现，看似不可能的需求变成了现实——允许在毫秒的精确度上从基因上对确定的神经群进行实时控制”。^[21]来自哲学的反思也有，如伦理问题。做f MRI需要测试者进入一个幽闭的空间（电磁场容器）内，这对受试者的心理来说是个极大考验。这本身就涉及很重要的伦理问题。另外就是数据的解读问题。“尽管已经说了这么多，但是依然存在需要考虑的哲学问题，尤其是当我们解释神经成像数据的时候。例如，当解释神经图像数据（逆向推理），与认知过程的间隔和可解决的大脑区域的问题必须被考虑在内……然而，我们并不会因为这些原因而把‘洗澡水和孩子一起倒掉’”。^[22]这的确提出了一个重要的问题，如何解读f MRI技术给出的神经成像数据？（图4-2）对这些数据进行解读的主要目的是“从数据获得到它在定位大脑活动的作用，由此推断大脑连接并预测心理或疾病状态”。

图4-2　f MRI数据的获取以及分析^[23]

这项技术进一步的发展还需要多重努力。“向前推进这个领域需要心理学、神经解剖学、神经生理学、物理学、生物医药工程、统计学、信号处理以及依靠研究问题的许多领域专家的团队努力”。^[24]被看作是“非侵入性”技术，之所以这样说是因为这一技术并非在物理意义上侵入大脑，比如植入电击、外科手术等都是侵入性方法。但是，“非侵入性”的规定未免太过于狭隘。比如这项技术在某种意义上也可以说是侵入性的，对人自身心理造成的强烈压迫感，所产生的幽闭恐惧心理，这些更是一种侵入，甚至会造成不可消除的心理影响。