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【你知道怎麼處理圖片嗎?】

2017-02-16 11:02:14
【你知道怎麼處理圖片嗎?】

(曹哲嘉/美國羅徹斯特大學生物學博士,現任教於國立臺南大學生物科技學系。)
   
這幾個月來,臺大多篇論文遭質疑圖片有問題,至今已有2篇撤銷發表。此事件引發不小的風波,案情至今仍在調查處理之中。科技部部長楊弘敦在立法院接受質詢時表示會有造假是人性使然,古今中外皆有,因此應強化學術倫理教育,並且在制度面檢討來杜絕弊端。

到底當今生醫發表內容,有多少比例的可信度有問題?造假是否中外皆有?早在臺大案例受到注目之前的2016年6月,在美國微生物學會(ASM)出版的電子期刊mBio上就刊出一篇文章「生物醫學研究期刊中不當圖像重複的普遍性(The prevalence of inappropriate image duplication in biomedical research publications)」,3位美國學者檢視了1995至2014年間,於選定的生醫相關領域期刊上、共2萬餘篇論文,發現幾乎每25篇就有一篇(3.8%)出現了圖片重複使用或修改的情況。
   
該文作者定義出3種有問題的圖片類型:

一、單純重複使用同一圖片:在標示為不同樣品或處理的實驗之間,使用了相同的圖片來呈現結果。最常出現此類問題的是作為比對量化標準的載入控制組(loading control)。在利用免疫轉漬法偵測不同樣品中某一蛋白質含量變化的實驗時,通常需選用一種量多恆定、在該實驗條件下各樣品間均不會明顯改變的物質,以作為相互比對的基準;並亦用以顯示待測蛋白的變化是有針對性的,而不是每種成分都概括改變。因為這是判讀實驗結果的基準,每次實驗操作都應重做這種控制組的測試。

二、經過截切與調整位置後使用同一圖片:在生化電泳或是顯微照片中,將來自同一個樣品的部分圖片截切擷選出來,經過上下或左右翻轉之後,標示為不同的樣品或處理。

三、經過變造後使用同一圖片:這比前兩類更進一步,不僅截切圖片或改變位向,而且修改增刪了圖片的訊息:包括將某一部份圖片局部複製貼上、添加原本沒有的內容,或是塗色遮蔽、抹去某部分細節。
   
雖然無法確知出現這幾類圖片的確切因素,但可推想其動機的「惡意」顯然有別。第一類有可能是疏忽造成的,因為許多載入控制組的圖像十分類似,沒注意時確有可能誤用到同一張圖。但也可能是刻意的,作者有心挑選符合某種情況的圖片,來迎合自己的理論或期望的結果;或是根本沒做控制組的測試而便宜行事,挪用其他的結果來塘塞。至於第二類與第三類的圖片,都需經過後製加工處理,幾乎不可能是疏忽大意,刻意造假的成分甚高。當前臺大生醫論文爭議的案情,即因為遭檢舉論文中多個圖片,分別符合上述第一或第二種類型。

這個研究指出早期問題圖片數量較少,但自2003年之後出現問題圖片的情況增多並大致維持一定比例。這趨勢可能與近年來數位影像處理的便捷與普及有關。而各期刊出現問題論文的比例差別甚大:表現最佳的如《細胞生物學期刊》(Journal of Cell Biology)只有0.3%有爭議,而《國際腫瘤學期刊》(International Journal of Oncology)則高達12.4%。概括來說,引用率高、影響因子(Impact Factor)高的科學引文索引(Science Citation Index, SCI)期刊,出錯比例愈低。這顯示期刊編輯團隊的管控與重視與否,直接影響了該期刊論文的真偽程度。

期刊編輯者的態度影響到品質管控,可拿《細胞生物學期刊》為典範來探究。早在2004年,該期刊就以專文探討數位圖片處理的準則。他們體認到當今分子生物與生化實驗的結果,常是膠體電泳或轉漬檢測的幾個顯影色帶,多一條少一條、顏色相對深淺就影響判讀結果,偏偏這些都可用影像軟體輕易地修飾。問題雖重要,但當時各期刊尚未把規範明確講清楚,所以《細胞生物學期刊》挺身而出訂定規則,並附上範例實驗來講解:
   
一、圖片整體調整是可接受的,但不可只修改一小部分。可利用軟體以線性方式把整體明暗對比調整清楚,但絕不能只選取某個區域而片面局部調整,這會被視為是造假。此外,若用到非線性的處理方式,應該註明清楚。

二、調整背景的對比亮度時,不應使得背景完全消失看不見,因為許多資訊細節可能就此被濾除。

三、不可把不同膠體使用的對照組剪貼到另一片膠體的圖中;不可以自行增添內容到圖片上,也不可以把自認多餘的的訊息抹去。

四、若因故要把數個小圖拼成一個大圖,不論是電泳圖片、轉漬檢測顯影或顯微照片,拼接的小圖之間要留下白邊作區隔,讓讀者知悉這些原始來源不同。

五、如果顯微照片上想顯示的某個結構或特徵不清楚,即使是確有其事,也不可自行描繪。應在旁加上箭頭或標記,或利用人工著色的方式來突顯。讓讀者得以了解要強調的重點為何,也能自行判斷真確與否。
           
而在mBio刊出的這篇研究中另指出2種圖片處理方式,作者雖未採計為有爭議但也特別指出要注意,這2種方式為「過度美化圖片背景」與「圖片拼接未標明」──這些都已在《細胞生物學期刊》的準則中。因此,目前早有明確的規範,只是學界同儕是否知悉?是否重視?是否真的自我要求、嚴謹遵守?

此篇研究中也探討到論文中作者人數的多寡與是否出現問題圖片,兩者之間有無相關性。結果發現兩者並無關連,並未因為共同作者人數增多,在投稿前就能多幾個人仔細檢閱文稿,得以自己內控發現問題。這顯示當前生醫研究對內容的「量」要求愈來愈多、日益龐雜,因而要靠專業分工而造成零碎「片段化」:許多共同作者僅是負責其中一小部分的實驗或提供材料,無法掌握文稿整體。另一方面,這也是否暗示著無法負責或不具實質貢獻的共同作者,因為種種緣由而掛名其上的現象盛行?

值得警惕的是這篇研究的圖七:3位作者選定了發表於PLOS ONE這個開放取用之期刊上的論文為對象,以各國學者所發表的總論文數所占比例,與有疑義的論文數所佔比例來分析,有3國的爭議性論文之出現比例明顯偏高,分別是印度、中國、臺灣。

回到本文最初的提問:生醫論文圖片造假確實是古今中外皆有,但是有的常出包,有的少犯錯。不幸地,臺灣就是常出包的慣犯。該地域研究的取材樣本或許不夠大,但應足以反映出部分實情。無獨有偶,近年來臺灣的工程學門也出現嚴重違反學術倫理的案例:有虛創假冒審查者帳號來自我審查論文的;有擅將他人論文改寫逕自列名發表且一稿多投的;也有提不出特殊關鍵實驗的原始數據、號稱數據來自神秘人士於神祕地點的產出,且對實驗細節毫無所知。這些匪夷所思的案例,已讓臺灣學界的聲譽受損。

再經過此篇研究,臺灣學界的某些造假歪風(或輕忽成習)的現況,更經過同儕審查認證了。人們會怎樣看待臺灣?為何導致如此?原因可能與當前政府獎勵學術發展的政策手段偏差,與大學經營的扭曲管理方針等結構問題糾纏在一起。個人或許無法扭轉,但若多數人都能正視此事,不再犬儒或鄉愿,或許能改變。既為身在學術圈裡的一員,不論是涉入、默許、旁觀、還是無感,你我都是共業一環。只想獨善其身,就莫怨嘆自己本分規矩做研究遭人連累。因為沒有內省檢討反叛與行動,覆巢之下,也是咎由自取。
   
延伸閱讀
1.Bik, E.M., A. Casadevall, and F. C. Fang, The prevalence of inappropriate image duplication in biomedical research publications, mBio, Vol. 7(3):e00809-16, 2016.
2.Rossner, M. and K. M. Yamada, What's in a picture? The temptation of image manipulation, J. Cell Biol., Vol. 116: 11-15, 2004.
  
-本篇刊載於《科學月刊》2017/02 [566期]-
http://scimonth.blogspot.tw/2017/02/2566.html


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