第一次踏上歐洲的土地,看到許多有趣的報告,再加上西班牙巴塞隆納的美麗風光,對於參加這次會議感受相當好。雖然從台灣轉曼谷,阿姆斯特丹,才到巴塞隆納(途中還被歐洲的慢通關動作弄到搭不上預定班機),到了西班牙後,還是覺得這些辛苦是值得的。
在機上遇到交大資工的陳老師,告訴說西班牙的治安並不是非常理想,趕忙把所有的錢都分開放置(並且避免放在後口袋),到了下午,一到達歐洲的感覺真的蠻好的:那是一種不同於美國的感覺。尤其是當到了旅館(位於最熱鬧的La Rambla 區,整路的街頭表演,各國的遊客與口音)並出去逛逛後,才發現英語在這裡的不方便。不過東西好吃,再加上人情味也相當濃厚,在星期六傍晚(近十點才天黑)的夕陽下,真是令人不想台灣啊!
此次的會議,有幾個較顯著的特點:(a) 有較多的 clinical work,不管是各式病人,發展性的,精神性的,甚至嚴重到休克或腦死,皆有相當的專門討論與posters。事實上,在星期三的 meeting highlights 中,便提到今年跟去年比較的一個相當大的特色,便是臨床上的研究多了近一半(從300多到近五百篇poster,佔了近六分之一)。其中,又有部分原因是因為在歐洲舉行,因此有較多當地的臨床或醫院方面的研究報告。另外,還有方法上 default mode network (DMN) 的成熟,促成了像 functional connectome 這樣的組織(或像 ADNI 這樣的上千名受試 MRI 的免費 database,可供分享與分析)。在與台灣的 colleagues 聊到這次會議的心得時,便聽到認知心理學家的實驗設計專長,會否因為這種簡單又實用方法的普及,變成愈來愈無用武之地呢(當然囉!同不同意這樣的看法是見仁見智)(b)
相較於去年的方法(如強調 multi-voxel pattern analysis, or MVPA) 特色,今年在醫工技術上的進步較令人注目:如在高磁場強度(如 7T fMRI)在人類視覺區的定位,與相衍生的問題(如 probe into laminar organizations of visual cortex, 深層的 midbrain neucleus: 包括 substantia nigra, dopaminergic areas等等;如何在高解析度(如.5x.5x.5 mm3) 的surface space 下align 不同受試者的大腦;在surface space 與volume space 的分析結果如何比較;甚至在higher res 的 connectivity analysis 等,都有專門的symposium 場次)。當然了,目前7T MRI 只有在少數研究單位擁有,但在原本就是非常燒錢的 neuroimaging field, 要嘛就是裝備不能輸,要嘛就是在方法或其他地方上要有所特色。或在 coil 上,Princeton Univ. 的 Ray Lee 開發了兩人可以並列橫躺的 coil 等,啟發了更多實驗的可能性(想像兩個情侶,或夫妻,或陌生人,並躺在一起做fMRI :或牽手,或擁抱,或甚至作愛作的事等等的情景)。(b) 今年的方法對我最印象深刻之處,便是所謂的 temporal dynamics:由於fMRI 對於 gamma band 等以上的 neural synchrony 無法著墨,所以近來結合 fMRI+EEG, intracranial field potential, 或monkey fMRI+physiology+field potential 等技術結合,提供了在知覺,記憶,注意等認知功能上非常重要的 information: 當 long-range synchrony 形成時,往往也是意識或決定形成的關鍵時刻。(c) 結合基因組的訊息,對於各式精神疾病等的發展,提供更多各層次的可能解釋。如同未來藥物可能會基於每個人獨特的基因組合而有調整的可能外,各式精神疾病或發展性異常也有可能透過整合各個分析層次來對etiology 及診斷提供更多更豐富的訊息。
一開始提到的psychiatric neuroimaging, Anreas Meyer-Linderberg 的 keynote 中,提到了歐洲一年花費16 billion euro 在上面,所以今年得到的重視也就不令人意外:除了精神分裂,憂鬱,焦慮,強迫症外,對於發展性的精神異常,如自閉症,過動症,閱讀障礙,到老年人的輕微失憶與阿茲海默症等 ,也都有不少的poster (甚至 symposium)舉行。
Randy Buckner (哈佛心理系)對 Default Mode Network 給了一個非常精采的 30 min keynote,提到DMN的發現其實算是一個意外的珍寶(serendipity) ,是在做凝視與作業的反向相減時,常常會看到 pACC, lrIPS, medial prefrontal 等區域的激活,對於如何解釋,沒有任何好理由。但當 Shulman 等人整合了數十篇文獻,發現到它的一致性,再加上詢問受試者在休息時所做的 mental wandering:包括想著剛剛的題目,待會要幹什麼,甚至昨天看的電影等等,都反映了個體意識狀態下的主動組識,規劃等心智活動。因此後來 Tulving (2000) 稱之為 default mode,意指在正常狀態下(後來擴展發現甚至在被麻醉,REM 睡眠等等階段,DMN 是恆常存在的,反映了似乎了大多數人正常狀態下的情況,也顯示它似乎可以用來診斷人異常的狀況(如輕微失憶,自閉症,睡眠剝奪等)。Connectome project(或是簡稱 ADNI 計劃)就是鼓勱大家上傳各自的 default netowrk data(目前約有 740 位 Caucasian subjects, with 173 Alzhemers, 361 Mild Cognition Impairment, 與 206 healthy elderly),這樣非常可以減少大家做實驗的時間(可以直接用 public data 發展自已的 algorithm),同時似乎也讓更多非實驗設計專長的人也能踏進fMRI 的領域(因此才有同事戲說我們可能會愈來愈沒飯吃了(關於這點,可能將來會寫另一個thread 來 cover)。
除了 fMRI 之外,MRI structural imaging 的貢獻其實也不容忽視。藉由細部的 morphometry 分析,各式病理,練習或訓練效果(如倫敦的計乘車司機較大的 hippocampal gyrus等),都有更新的隨著行為改變伴隨著大腦結構的 MRI 証據。我想,搭配目前我有bird experts 的 fMRI data,這條方向似乎是非常值得探索。此外,我們通常都以為某個大腦區位的激活增加,就反應該部位在認知工作中扮演一定的角色,但也有一些poster/talks,顯示非但大腦結構外,相關區位間的聯結網路也有可能產生改變,某個程度上擴展了之前我們瞭解學習的深度與影響廣度。
最後,是對於意識,這個認知科學的最後橋頭堡,的熱烈探索,很高興HBM能夠有一個 session 找了該領域的目前專家分享他們最新的發現。因為這個領域的進展相對的受到之前所聽過的“最後聖杯”,我推測進步應屬有限。但事實上,除了Adrian Owen 的 keynote (就是那篇以一個 vegetative state 病人的 fMRI 登上 Science 06 的研究),還有非常多有趣的研究(如coma, brain death, locked-in syndrome, anethesized, etc),而當這些症狀排列在一個圖表中,似乎可以顯示出一個重要的趨勢:意識狀態與內容似乎在兩個象限上有不同的位置,而不同程度的腦傷顯示不同程度的意識缺損。相信意識科學(consciousness science)的研究會愈穩定的進行著。
總而言之,今年的OHBM 以臨床poster 為大宗,各式的新醫學工具,造影方式與分析方法,大量資料庫的使用等等,都顯示 brain science 目前方興未艾的程度。