我们在神经科学上错了什么?
/1935年，一个名叫egas moniz的雄心勃勃的神经学教授在讨论会上坐在观众身上额叶他被神经科学家卡莱尔·f·雅各布森(Carlyle F. Jacobsen)对他和同事约翰·富尔顿(John Fulton)进行的一些实验的描述迷住了。杰克布森和富尔顿损坏了一只叫"贝基"的黑猩猩的额叶之后，他们已经观察到了相当大的行为转型．Becky以前曾经顽固，不稳定，难以训练，但后手术她变成了平稳，无力，符合。
在阅读了一些关于额叶肿瘤及其如何影响人格的论文后，莫尼兹已经开始思考额叶手术在人类身上的潜在治疗价值。他认为一些精神障碍是由额叶回路的静态异常引起的。通过切除部分额叶，他假设在缓解患者症状的过程中，他也将移除有问题的神经元和通路。尽管莫尼兹一直在思考这种可能性，但杰克布森对贝基身上变化的描述是莫尼兹尝试用类似方法对待人类的动力。他在看了雅各布森的演讲三个月后就这么做了，后来被称为额叶切除术的手术就这样诞生了。
Moniz的程序最初涉及在患者的头骨中钻两个孔，然后将纯醇映射到前瓣中，希望摧毁所居住精神障碍的地区。Moniz很快转向了另一个工具的消融工具，但是 - 一种钢循环，他叫一个粘液（这是希腊语为“白质子刀”）---并开始呼吁该程序是前额外的白痴。虽然他的评估程序的有效性的手段是当今标准的不足之处 - 例如，他一般只监测手术后几天后监测患者 - Moniz报告的大多数患者的复苏或改善．很快，前额叶豹是在世界各国的一些国家完成的。
这个手术引起了神经学家沃尔特·弗里曼和神经外科医生詹姆斯·沃茨的兴趣。他们再次修改了手术程序，这次是用一个大刮刀从侧面进入颅骨。一旦进入颅骨，抹刀就会上下摆动，希望能切断颅骨之间的连接丘脑和前额叶皮层（基于的假设是，这些联系是对情绪反应是至关重要的，而当不正常可能引发的疾病）。他们还改名的程序“额叶切断术”，因为除去所只白质leucotomy隐含的，这不是他们的方法的情况。
几年后（1946年），弗里曼对该程序进行了最后修改。他主张使用眼部插座作为前瓣的入口点（再次切断丘脑和前部区域之间的连接）。作为他的工具来做消融，他选择了一个冰镐。冰镐穿过眼窝插入，绕过左右切割切割，然后除去。该程序可以在10分钟内完成;这种新的“经曲瓣曲叶骨甲”的发展带来了雌曲面的真正鼎盛时期。
通过造成的过程的普及普及的引入导致了普及的显着增加 - 也许是由于程序的便于和安慰性。1949年至1952年间，在美国每年进行约5,000个曲面术的某处（20世纪70年代所做的曲面数量被认为是40,000到50,000之间)．瓦特强烈地抗议洛越病转化为一个可以在一个快速办公室访问中完成的程序---由精神科医生而不是外科医生完成，不那么少 - 这导致他和弗里曼砍成他们的伙伴关系。
然而，弗里曼并没有气馁;他成为经眶额叶切除术的热心推动者。他在美国各地旅行，在精神病院停留，为任何看起来符合条件的病人进行手术，并在他离开后培训工作人员进行手术。弗里曼本人被认为实施或监督了大约3500例额叶切除术;他的病人包括一群未成年人和一个4岁的孩子（程序后3周死亡）。
然而，最终，经肾炎性曲面术的普及开始褪色。人们想认为这发生了这种情况，因为人们认识到该程序的禁令如何（以及该方法基于某种脆弱的科学理由）。然而，放弃操作的真正原因更加务实。Lobotomy的垮台始于一些关于手术的有效性的问题，特别是在治疗精神分裂症等某些条件下。还认识到，某些类型的认知像动机，自发性和抽象的思想，从程序中遭受不可挽回的。并且柔软术棺材的最后一颗钉子是氯丙嗪等精神病药物的发展，这是第一次给予临床医生的精神障碍病例的药理选择。
现在，我们很容易将额叶切除术视为一种残忍的行为，并对这种手术为何会奏效的看似脆弱的科学解释嗤之以鼻。然而，把这些问题放在当时的背景下看待，是很重要的。在一个有效的精神药物还不存在的时代，精神外科干预被视为“未来的潮流”。它们为治疗疾病提供了一种有希望的可能性，这些疾病通常无法治愈，并可能使人衰弱。虽然目前对我们来说，额叶切除术的方法似乎过于非选择性(这意味着如此严重的脑损伤不太可能只影响一种精神能力)，但减少额叶活动可能减少精神焦虑的想法实际上是基于当时的科学文献。
尽管如此，很明显，试图通过对大脑造成严重损伤来治疗精神障碍的决定代表了在多个层面上的逻辑失败。当我们今天讨论神经科学时，我们通常认为我们犯下如此严重错误的日子已经结束了。虽然自额叶切除术以来，我们确实取得了进步(特别是在保护患者免受这种未经测试和危险的治疗的保障措施方面)，但我们离神经科学历史上的这段肮脏时期并没有那么远。今天，关于大脑的未知信息仍然比已知信息更多，因此可以预见，我们在思考大脑功能的方式、神经科学的实验方法等方面会继续犯重大错误。
有些错误可能是由于仅仅是人类的自然角度来理解困难的问题。例如，当我们遇到一个复杂的问题，我们通常会先尝试通过设计描述它的一些简单的方法来简化它。一旦达到一个基本的升值，我们将这种基本知识，开发更透彻的了解---和一个更可能是真理的更好的近似。然而，在尝试了主题的过于简单化的概念可以生出无数错误的假设，使用时先解释一下作为复杂的神经。而在科学，这些类型的错误可能会导致一个领域误入歧途几年发现其对课程的方式回来。
其他错误还包括研究方法。由于神经科学在过去的半个世纪里取得了快速的技术进步，我们有了一些真正令人惊叹的神经科学研究工具，这些工具在100年前只是科幻小说里才有的。然而，由于对这些工具的兴奋，在某些情况下，研究人员在我们还没有完全准备好之前就开始广泛地使用它们。这导致我们使用的方法还不能回答我们认为它们能回答的问题，并给我们提供了我们有时无法准确解释的结果。在接受我们得到的答案是合法的，并假设我们对结果的解释是有效的，我们可能会犯错误，这可能会混淆假设发展一段时间。
神经科学在20世纪和21世纪的进步是令人难以置信的，我们在理解上的成功远远超过了长期以来的失败。然而，任何科学领域都充斥着错误，神经科学也不例外。在这篇文章中，我将讨论几个例子，说明错误和误解如何继续影响神经科学领域的进展。
的 ________________ 神经递质
现在的事实是，神经元利用信号分子神经递质相互交流是科学知识之一，即使不是科学家也广为人知。因此，令人有点惊讶的是，这种理解的历史还不到100年。是在1921年德国科学家奥托·洛伊首先证明了这一点当受到刺激时迷走神经释放一种化学物质，可以影响附近细胞的活动。几年后，这种物质被亨利·戴尔分离出来并确定是乙酰胆碱（此时已经鉴定的物质，仅作为神经递质的物质）。然而，直到20世纪中叶，那它被广泛接受的神经递质在整个大脑使用．其他神经递质的发现神经肽分散在20世纪下半叶。
当然，每次发现新的神经递质（或类似神经肽的信号分子），第一个科学家想回答的一个问题是“它在大脑中的作用是什么？”回答这个问题的方法通常涉及一定程度的简化，因为研究人员似乎搜索一个可以用于描述神经递质的一个覆盖功能。结果，通常为神经递质发现的第一个真正有趣功能变成了定义它的方法。
渐渐地，已经发现的神经递质的功能变得如此多样化，以至于将其作为一个主要角色不再是理性的，研究人员被迫通过整合新发现来修正他们对神经递质功能的最初解释。有时，后来发现与神经递质相关的原始功能甚至与该化学物质在大脑中实际负责的任务不匹配。然而，神经递质有一个主要功能的观点很难说服人们忘记。这就成了一个问题，因为不准确的概念可能会导致多年的研究，寻找证据来支持神经递质的特定作用，而假设的作用可能会被误解——或完全错误。
神经肽催产素提供了这种现象的一个很好的例子情况。催产素的历史开始于同亨利戴尔如上所述。1906年，戴尔发现牛垂体提取物能加速子宫收缩当施用于各种哺乳动物时，包括猫，狗，兔和大鼠。这个发现很快导致探索使用类似提取物来帮助人类分娩；研究发现，对于进展缓慢的分娩，它们尤其有帮助。它对分娩的影响就是催产素得名的原因，它来自希腊语，意为“快生”。
催产素的临床用途直到研究人员能够在实验室中合成催产素直到研究人员中普遍存在。但在20世纪50年代发生后，催产素成为最常用的代理商诱导劳动力全世界（在商品名售出Pitocin和Syntocinon）。但是，尽管催产素起到了如此重要的作用在很大比例的怀孕中今天，在过去几十年中，催产素的绝大多数研究和相关新闻涉及激素的巨大功能：爱情，信任和社会粘合。
当研究人员了解到催产素在整个大脑中达到目标时，这一研究系列可以追溯到20世纪70年代，这表明它可能在行为中发挥作用。之后，研究人员发现了这一点注射催产素可以促使未交配的雌性老鼠表现出母性行为像鸟巢建筑。然后研究者们开始探索催产素参与各种社会互动的可能性从性行为到攻击行为。在20世纪90年代早期，一些关于催产素对形成社会关系的潜在贡献的发现是从一个不常见的物种中出现的:草原田鼠。
草原田鼠。图片由巡逻的草原田鼠提供。
草原田鼠是一种小型北美啮齿动物，看起来有点像地鼠和老鼠的杂交。除了它们的社会生活有一个不寻常的特点外，它们其实是一种普通的动物:它们与异性田鼠形成长期的一夫一妻制关系。这在哺乳动物中并不常见，因为据估计只有在两者之间小于3％至哺乳动物物种的小于5％的显示一夫一妻制的证据．
一夫一妻制的啮齿动物为在实验室中研究一夫一妻制创造了一个有趣的机会。研究人员发现，雌性草原田鼠开始表现出对雄性的偏爱——这种偏爱可以导致长期的依恋关系仅仅在同一个笼子里呆了24小时的男性。人们还观察到催产素使女性更有可能产生这种偏好用于男性田鼠，用催产素处理拮抗剂使它不太可能．因此，催产素被认为在草原田鼠异性间社会关系的形成中起着至关重要的作用——这一发现将有助于发起一场关于催产素参与社会关系和其他亲社会行为的研究热潮。
当研究人员从草原田鼠等啮齿动物转向试图了解催产素在人类中可能发挥的作用时，研究结果表明，催产素可以促进人类的积极情绪和行为，这一研究结果开始累积。例如，使用催产素，被发现增加信任．高水平的人催产素表现出更强的同理心．催产素的使用被发现让人们更慷慨,促进对长期关系的忠诚s。一项研究甚至发现抚摸狗与催产素水平增加有关---在人类和狗．由于大量的研究结果表明催产素对社会化的积极作用，激素赢得了一系列新的绰号，包括该绰号爱激素， 这信任激素，甚至拥抱激素．
所有这些新发现的社会角色都是催产素的兴趣，研究人员热切地---也许浮躁 - 开始探讨催产素缺陷在精神病疾病中的作用以及纠正催产素给药缺陷的可能性。在这方面取得不成比例的注意力的一种疾病是自闭症谱系障碍或自闭症。催产素缺陷似乎是自闭症的逻辑解释，因为社会障碍是疾病的定义特征，催产素似乎促进了健康的社会行为。然而，随着研究人员开始深入研究血液和自闭症的催产素水平之间的关系，它们没有发现什么似乎是一个直接关系．没有进入，调查人员探讨了鼻腔鼻腔 - 催产素 - 这涉及将神经肽喷射到鼻腔通道中 - 在患者症状上。最初，有适应症intanasal催产素可能有效改善自闭症症状（更多以下是）。
然而不久，开始有些问题，如果所有周围的“信任激素”的兴奋引起了研究人员仓促作出决定有关的实验设计，对所有使用催产素的鼻内方法的研究使用，这不是一个方法---仍然没有得到---充分验证。研究人员转向管理的鼻内方法，因为催产素进入血液似乎没有跨越血脑屏障在数额可观;然而，有迹象表明神经肽确实通过鼻内途径进入大脑．然而，问题是，即使通过鼻内注射，也只有很少的催产素到达大脑一项估计只有给药剂量的0.005%．即使使用非常高的剂量，也通过鼻内递送到达大脑的量似乎无法与必须注射的催产素数量相媲美直接进入大脑（颅内瓣道）的动物以影响行为。
但许多研究表明了这种效应，那么到底是怎么回事呢?一种可能性是，这种效应不是由于催产素对中枢神经系统的影响，而是由于催产素进入血液并与体内大量的催产素受体相互作用外周神经系统；如果这是真的，那就意味着外生研究人员假设催产素对大脑没有影响。另一种更令人担忧的可能性是，许多发表的关于鼻内催产素影响的研究存在方法论问题，比如分析数据的统计方法有问题。
的确，对一些精选方法的统计方法批判在这个领域已经公开了。最近的审查也发现了对鼻内催产素的研究通常涉及小样本尺寸；小型研究的重要发现更可能是统计畸变，而不是代表真正的效果。这也很可能整个研究领域都受到发表偏倚的影响，这是出版的研究，观察显著的结果，而忽略了公布的研究，看不到任何显着影响的报告的报告的倾向。这似乎是一个必要的邪恶，因为杂志的读者更有可能有兴趣在学习新的发现比产生无实验。忽略非显著的发现，不过，可导致的观察效果的重要性夸张，因为现有的文献，这似乎表示没有矛盾的证据（尽管这些证据可能在研究人员的文件抽屉在世界各地存在隐藏起来）．
这些潜在的问题受到不一致的研究结果和复制的尝试失败，或重复，研究鼻内催产素显着的研究。例如，鼻内催产素最有影响力的研究之一，发现这一点催产素增加了信任,已经无法复制好几次了。在许多情况下，在最初的报告显示了显著的效果之后，无效的研究结果就出现了。例如，上面提到的早期自闭症研究的发现，已经被多个随机对照试验(见在这里和在这里在过去几年中进行的）报告缺乏显着的治疗效果。
毫不奇怪，多年来，对催产素作为促进积极情绪和行为的神经肽的简单理解也会变得更加复杂，因为据了解催产素的影响可能并不总是如此玫瑰色。在一项研究中，例如，研究人员观察到鼻内催产素是与嫉妒和沾沾自喜有关．其他研究发现催产素增加了血管活性，或认为自己的种族或文化优于他人的倾向。在最近的一项研究中，鼻窦施用催产素增加了侵略性行为．为图片添加更复杂，催产素的影响可能在男性和女性中可能不一样甚至可能是在不同的个体和不同的环境中是完全不同的．
试图解释这些不和谐的发现，研究人员提出了对催产素在社会行为中作用的新解释。例如，一个假设表明了催产素参与促进反应性任何重要的社交暗示——无论是积极的(如微笑)还是消极的(如攻击性);这有时被称为“社会突出”假说。尽管最近在催产素研究中有一些看似矛盾的发现，但是，对于催产素的作用，人们仍然没有达成共识，并且催产素参与积极社会行为的假设继续指导着这一领域的大多数研究。
因此，多年来，目前催产素研究以最佳敏感的神经肽的作用为中心，并且处于最严重的缺陷。催产素只是这种现象的最新例子。在20世纪90年代，多巴胺赢得了声誉作为“愉悦神经递质”。很快，血清仁被称为“情绪神经递质。”这些名称基于与这些神经递质相关的最引人注目的发现：多巴胺参与加工奖励刺激，血清素由抑郁症的治疗靶向。
然而，现在我们更多地了解这些物质，很明显的功能，这些短定义是过于简单化了。不仅是多巴胺和参与比分别奖励和情绪，更血清素，而且在奖励和情绪这两个神经递质的作用似乎非常复杂和知之甚少。例如，大多数研究者不再认为多巴胺信号原因愉快，但它与其他令人难忘的经历中的其他复杂有关重要刺激的识别在环境中——它们是否是积极的(如奖励)或消极．同样，血清素水平本身并不能决定情绪现在是常识在科学界（并在公众感知中找到了途径）。因此，这些短暂的，易于记忆的标题是误导的 - 而且有点无用。
在将一种功能分配给一个神经递质或神经肽时，我们忽略了重要的事实，如这种神经化素通常具有多个受体他们采取行动的亚型，有时效果急剧不同。我们忽略了考虑大脑的不同区域对每个神经化学的受体水平不同，并且可以优先用一个受体亚型填充在另一个受体亚型 - 导致不同脑区中的不同活动模式，具有不同的功能专业。添加至受体激活的所有下游效果（这可能因受体亚型而显着变化，所以它发现的大脑面积等），并且您具有极其复杂的图片。试图在一个功能中总结它是荒谬的。
这些简化的方法不仅阻碍了对大脑的更全面的理解，还导致了无数研究时间和研究资金的浪费，这些研究最终可能会被更复杂的东西所取代。无论如何，这种科学上的简化似乎是有目的的。我们的大脑倾向于用这些直接了当的方式来解释事物——这可能是因为，如果没有一些可理解的框架作为起点，理解像大脑这样复杂的东西似乎是一项艰巨的任务。然而，如果我们要使用这种方法，我们至少应该更多地意识到我们这样做的倾向。通过认识到这一点，当涉及到大脑时，我们正在讲述的故事几乎总是比我们倾向于相信的要复杂得多，也许我们可以避免犯我们过去犯过的过度简化的错误。
精神病治疗药物和他们纠正赤字
在20世纪50年代之前，精神疾病的治疗方法与今天非常不同。如上所述，未经改良的神经外科手术，如经眶额叶切除术，被认为是治疗从恐慌症到精神分裂症等各种疾病的可行方法。但是，额叶切除术只是当时使用的一些具有潜在危险的干预措施之一，这些干预措施通常对改善大多数患者的心理健康收效甚微。药理学治疗也没有那么精细，通常使用的药物只是作为强效镇静剂，使患者的行为更易于控制。
然而，在20世纪50年代，景观开始变化，然而，当一股新的药物药物成为精神科治疗的一部分时。在本十年中发现了一种治疗精神分裂症，第一次抗抑郁药和第一个治疗焦虑和失眠症的苯二氮卓类药物的抗精神病药。一些将20世纪50年代称为"黄金十年"精神医学武装科，以及随着“精神医学革命”之后的几十年，自这次灵神症药物的发现和发展将呈指数级进展;很快药理学治疗将是治疗精神疾病的首选方法。
二十世纪下半年新精神病药物的成功作为一个惊喜，因为这些药物被用于治疗的障碍仍然很清楚。因此，通常通过试验和误差过程发现药物是有效的，即，测试尽可能多的物质，最终可能会找到一个治疗这种情况的物质。由于关于这些疾病的生物学原因，如果发现具有已知机制的药物有效治疗具有未知机制的疾病，则常常会导致疾病的假设是有效的，因此疾病必须是由于紊乱的假设在受药物影响的系统中。
抗抑郁药作为这种现象的主要例子。在20世纪50年代之前，对抑郁症的生物理解基本不存在。抑郁症阶段的主导视角是精神分析---抑郁症是由一个人格的交战方面的内部冲突引起的，并且一般认为冲突被一个人经历过的麻烦或创伤经历的内情生活。治疗的唯一非精神分析方法涉及易于理解，并且通常不成功的手术如电耦合休克治疗 - 哪个在某些情况下有效吗，但在其他人中潜在危险 - 以及巴比妥酸盐等治疗，似乎似乎没有针对抑郁症的任何东西，而是引起普遍的镇静或刺激。
第一种抗抑郁药被偶然发现。IPRONIAZID的故事是一个专门用于抑郁症的药物之一 - 另一种是含丙胺，患有发现和第一个临床在围绕IPRONIAZID的临床用途 - 是所涉及的棘手的一个很好的例子。在20世纪50年代初，研究人员正在使用称为肼的化学品，并研究其用于抗结核性能的衍生物（结核病时是一种祸害，常规测试任何化学物质的潜力治疗疾病）。有趣的是，如果德国人在第二次世界大战期间没有用肼作为火箭燃料，则肼衍生物可能永远不会被测试，导致在战争结束时发现的物质的大盈余，然后售出在便宜的药品公司。
1952年，肼衍生物称为异丙烟肼是对肺结核病人海景医院在Staten岛，纽约测试。虽然药物似乎并不优于其他抗结核药物治疗肺结核，一个奇怪的副作用，在这些初步试验指出：谁把病人异丙烟肼显示增加的能量和情绪显著的改善。一位研究人员报告病人们“在大厅里跳舞”，尽管他们的肺部有洞。尽管一开始被忽视为异丙嗪治疗的“副作用”，但最终研究人员开始对这种药物本身以及其改善情绪的作用感兴趣;在20世纪末之前，这种药物被用于治疗抑郁症患者。
在同一时间作为第一次抗抑郁药物的发现，一种新的技术称为分光光度法氟化物正在发展。这种技术允许研究人员检测所谓的神经递质水平的变化单胺(如多巴胺、血清素、去甲肾上腺素)。分光光度荧光法允许研究人员确定异丙嗪和丙咪嗪对单胺有影响。具体来说，服用这些抗抑郁药与血清素和去甲肾上腺素水平的增加有关。
这个发现导致了第一个关于抑郁症的生物学假设这表明抑郁症是由血清素和/或去甲肾上腺素水平的缺陷引起的。起初，这个假设主要侧重于去甲肾上腺素，被称为“去甲抑郁症的假设。然而 - 然而，-----由于抗抑郁药的推定有效性发展到更具体地靶向血清素体系 - 重点将更多地对血清素在抑郁症的作用中更加促进，“血清仁假设抑郁症“将成为最广泛接受的抑郁症观。
血清素假说不仅会得到科学界的支持，而且在很大程度上也会得到支持以及在抗抑郁药的药品广告中频繁提及的5 -羟色胺能机制---由公众大。它将引导毒品开发和研究多年。然而，随着血清素假设达到其鼎盛时期，研究人员也发现它似乎并没有讲述整个故事病因抑郁症。
血清素假说出现了一些问题。一种是，抗抑郁药物需要数周才能产生治疗效果，但是对血清素水平的影响似乎发生在几小时内后管理。这至少表明，除了提高血清素水平外，还有一些机制参与了药物的治疗效果。其他质疑这一假设的研究也开始增多。例如，实验没有发现人类血清素的减少会导致抑郁症状．
现在有一长串的实验结果对血清素和去甲肾上腺素能假说提出了质疑(事实上，这一研究领域被进一步搅乱了表明抗抑郁药物的证据甚至可能都是那种有效的)．显然，单胺水平的变化是大多数抗抑郁药物的作用，但似乎血清素或去甲肾上腺素水平与抑郁之间没有直接关系。至少，该机制必须有另一个组件。
例如，有些建议血清素水平的增加与神经发生的促进有关（新神经元的诞生）在海马中，这是一个重要的大脑区域，用于调节压力反应。但最近的研究人员还开始显着偏离血清素假设，这表明抑郁症是不同的抑郁症。例如，更新的假设专注于谷氨酸系统的作用在抑郁症的发生中。
抑郁症的血清素假说只是众多关于精神疾病生物学原因的假说之一，这些假说都是基于这样一个假设:治疗这种疾病的药物的主要机制必须是纠正导致这种疾病的主要功能障碍。同样的逻辑被用来设计精神分裂症的多巴胺假说．和低唤醒假设注意力缺陷多动障碍这两种假说曾经分别是对精神分裂症和多动症最普遍的解释，但现在普遍认为过于简单(至少在它们最初的公式中)。
用于构建此类假设的逻辑是稍微TaItology：药物A增加B并治疗病症C，因此障碍C是由B的缺陷引起的。它忽视了识别出B可能只是影响一些下游目标，D和影响的一个因素。因此，药物的效果可以以各种方式实现，其中B只是其中一个。它未能欣赏神经系统的纯粹复杂性，以及可能参与精神疾病发作的众多因素。这些因素不仅包括神经递质，还包括激素，基因，基因表达，环境的各个方面，以及其他可能影响的广泛名单。精神病学的复杂性可能意味着对抑郁症的疾病有一种几乎不可思议的方法，这种障碍是发展的疾病，我们对所涉及的主要途径的理解可能仍处于非常基本的水平。
因此，当我们将如此复杂的问题简化为主要基于一种神经递质层面时，我们就犯了与本文第一部分所讨论的类似的错误，但可能会带来更大的影响。因为将精神疾病简化为“单一神经递质”疾病所导致的错误，不仅影响神经科学的进展，而且还影响这些疾病患者的心理和身体健康。许多这类病人被开了精神药物，以为只要调整一些“化学失衡”，他们的疾病就可以简单地治愈;也许这就不足为奇了精神类药物对数量惊人的患者无效．许多患者继续服用这类药物——有时收效甚微——尽管出现了严重的副作用。因此，在这一领域，更有必要放弃基于已知机制寻找简单答案，而冒险进入更令人生畏和未知的水域。
我们对功能性神经影像的信仰
作为创造大脑活动图像的方法，比如正电子发射断层扫描(PET)和功能磁共振成像（FMRI）是在二十世纪下半叶开发的，他们可以理解地引发了神经科学家之间的大量兴奋。这些方法允许神经科学实现曾经认为是不可能的事情---能够看到大脑中发生的事情（接近）实时发生的事情。By monitoring cerebral blood flow using a technique like fMRI, one can tell which brain areas are receiving the most blood---and by extension which areas are most active neuronally---when someone is performing some action (e.g. completing a memory task, thinking about a loved one, viewing pictures of rewarding or aversive stimuli, etc.).
这种神经化学方法，最终允许研究人员在结构和功能之间汲取关于难以捉摸的联系的结论，被称为功能性神经元。功能性神经成像方法在过去几十年中可预见到神经科学中最受欢迎的研究工具。FMRI在开发后很快超过了宠物作为功能性神经模仿的首选工具（由于各种因素包括更好的空间分辨率和较少的侵入性方法），并且已经是选择的调查方法在4万多份发表的研究中自20世纪90年代以来。
功能性神经影像的潜力 - 以及特定的FMRI - 为了解锁大脑的无数秘密，不仅有吸引人，而且是流行的新闻。媒体迅速意识到，可以简化FMRI研究的结果，结合一些大脑扫描的彩色图片，并销往公众作为巨大的跨利赛的代表，了解大脑的某些部位对某些行为或行为模式负责。这些研究的简化导致了令人难以置信的声明，即复杂的行为和情感宗教或者妒忌主要来自大脑的一个区域。
幸运的是，这种耸人听闻的浪潮已经死了一点，因为许多神经科学家都是声乐对这种类型的过度简化的声音，到目前为止它传播了大脑和歪曲功能神经影像的能力。然而，违反过度简化的FMRI结果的论点通常是免于过度简化本身的论点。假设是该方法没有缺陷，但解释是。然而，越来越多的研究人员正在断言，这不仅是神经影像学实验成熟的误解的结果，而且它们往往是不准确的。
功能性神经成像的一个主要问题涉及如何处理这些实验数据。例如，在功能磁共振成像技术中，该设备通过将大脑的图像分割成数千个被称为体素的小三维立方体来生成大脑的图像。各体素能代表超过一百万个神经元的活动吗．然后，研究人员必须分析数据以确定哪种体素指示血流水平较高，这些结果用于确定大脑的哪个区域最活跃。然而，大多数大脑始终活跃，因此研究人员必须在另一个任务期间将每个体素的活动与该体素的活动进行比较，以确定特定voxel中的血液流量是否更高，他们感兴趣。
由于数据量纯粹，出现了决定在特定体素中观察到的血液的任务是代表基线上方的活动的任务。每个fMRI图像可以包含4万到50万的体素取决于机器的每个实验的设置，并涉及许多图像（有时数千），每个所取的几秒钟开。这将创建一个统计并发症，称为多重比较问题，它本质上说，如果你进行了大量的测试，你更有可能比如果你只进行一个测试，以找出偶然形成一个显著的结果。
举个例子，如果你投掷一枚硬币十次，你不可能得到反面九次。但是，如果你把5万个硬币扔10次，你会更有可能看到这个结果在至少一个硬币中．这个抛硬币的结果，在实验术语中，我们称之为假阳性。如果你使用的是一枚普通的硬币，10次抛掷中得到9次反面并不能说明硬币的内在特性——这只是偶然发生的统计偏差。同样的事情更有可能发生，当研究人员在一项功能磁共振成像研究中，对活跃体素和基线体素进行数百万次比较时。仅凭偶然的机会，它们中的一些可能会显示出显著的活动水平。
死亡大西洋三文鱼的FMRI图象。取自Bennett等人。（2009）。
这个问题是举例的一组研究人员进行的实验2009年，涉及死亡大西洋三文鱼的FMRI扫描（是的，鱼）。科学家们将鲑鱼放在FMRI扫描仪中，并向鱼展示了一系列图片，描绘了从事不同的社交场合的人。他们又去了鲑鱼 - 再次，死鱼---拍照中的人们正在经历什么情绪。当研究人员分析他们的数据而不纠正多重比较问题时，他们观察到奇迹：死鱼似乎显示了脑活动，表明它“思考”关于在照片中描绘的情绪“思考”。当然这不是真的发生的事情;相反，由于多重比较问题，由于多重比较问题而产生的误报似乎就好像在鱼的大脑中发生了真正的活动，那么当然没有。
鲑鱼实验表明，涉及多重比较问题的问题是如何在分析FMRI数据方面。然而，问题是现在是一个众所周知的问题，在统计分析其神经影像数据时，大多数研究人员在某种程度上纠正了它。然而，即使是今天，并非所有人都已--- a2012年对241项fMRI研究的回顾发现，其中41%的作者没有报告做过任何调整要考虑多个比较问题。即使有意识地避免多重比较问题，也是出现问题，仍然存在它们在产生可靠的结果时如何有效。
例如，一种处理多重比较问题的方法这在fMRI研究人员中很受欢迎聚类．在这种方法中，只有当连续体素的簇都活跃在一起时，只有足够的原因考虑大脑的区域比基线更有效。这里的部分理由是，如果结果是合法的，则更有可能涉及活性体素的聚集体，因此通过专注于簇而不是单个体素可以减少误报的可能性。
聚类的问题是，它并不总是似乎工作那么好。例如，今年发表的一项研究分析了功能磁共振成像数据从接近500个科目使用三个最流行的功能磁共振成像软件包，发现一个共同的做法聚类仍然导致高达70％的假阳性率。所以，即使研究者下功夫占了多重比较的问题，似乎结果往往不鼓舞信心所观察到的效果是真实的，不只是大脑活动的随机波动的结果。
这并不是说功能磁共振成像的数据不值得信任，或者功能磁共振成像不应该被用来探索大脑活动。相反，它表明，需要更加谨慎，以确保功能磁共振成像数据得到正确管理，以避免得出错误的结论。然而，不幸的是，功能磁共振成像的困难并不是以多重比较问题开始和结束的。许多fMRI研究也受到样本量小的影响．这使得它更难以检测出真实的效果，而当观察到一些效果，这也意味着它更可能是假阳性。此外，它意味着，当观察到真实效果，该效果的大小是更可能被夸大了。一些研究人员也认为神经影像学研究遭受出版物偏见这进一步夸大了任何重大发现的重要性，因为相互矛盾的证据可能无法公开获得。
总而言之，这表明在进行和解释功能磁共振成像实验结果时需要更加谨慎。功能磁共振成像是一项了不起的技术，它为帮助我们更好地理解神经系统提供了巨大的希望。然而，功能性神经成像是一个相对年轻的领域，我们仍在学习如何正确使用功能磁共振成像等技术。因此，正如任何新技术或最近开发的领域一样，当我们对如何获取数据和解释结果的最佳实践进行评估时，将会有一条学习曲线。因此，在我们继续学习这些东西的同时，在评估功能性神经成像实验的结果时，我们应该使用相当的克制和批判性的眼光。
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过去几个世纪神经科学的进步改变了我们对人类的理解。在那段时间里，我们了解到人类的状况与我们颅骨中悬浮在脑脊液中的脆弱组织密不可分。我们发现大多数影响我们行为的痛苦都起源于那个组织，然后我们开始想办法控制大脑活动——通过各种自然的和人为的物质——来治疗这些痛苦。我们发展了在大脑活动发生时观察大脑活动的能力，在理解人类曾经被认为不具备的大脑功能方面取得了进展。神经科学领域有许多研究工具仍在完善中，但它们有希望在未来50年实现更大的突破。
沿途的错误是预期的。随着学科的增长，最终知识的积累不遵循直轨道。相反，它涉及准确的洞察力，然后在做另一个真实的扣除之前在黑暗中摸索一段时间。神经科学没有什么不同。虽然我们对现场知识状况的高度思考倾向，但可能在任何时间点仍然有错误。目标不是在这种意义上达到完美，而是只要保持对这样做的不可能的认识。通过认识到我们永远不知道我们所知道的，并且经常评估哪些理解方法是误入歧途，我们更有可能达到真相的近似。
参考文献(除了上面的链接文本):
手指，S.神经科学的起源。纽约，纽约：牛津大学出版社;1994年。
Valenstein ES。伟大和绝望的治疗:精神外科和其他精神疾病的根治性治疗的兴衰。纽约:Basic Books, Inc.;1986.
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