學術論文的圖片該怎麼處理？國外期刊早有規範—《科學月刊》

本文與 江欣樺營養師 合作，泛科學企劃執行。

肺癌連四冠　成為台灣十大癌症之首的背後原因

根據衛福部國民健康署於 2024 年 12 月公布的最新數據，肺癌已穩居台灣十大癌症榜首。這不只是發生人數最高，更同時擁有死亡率最高、晚期發現比例最高、醫療費用最高等三項不名譽的紀錄，可說是名副其實的「癌症四冠王」。

肺癌新確診人數在過去十年中持續上升，尤其在 2022 年 7 月政府推動肺癌篩檢政策後，越來越多過去未被發現的病例被篩檢出來。這項針對高風險族群的篩檢措施，有助於提高早期發現的比例，但也凸顯出台灣肺癌潛藏病例數量之大。

過去，大腸直腸癌曾長期穩居癌症發生率第一位，如今退居第二位，仍值得高度關注。不過，肺癌的快速上升與普及化趨勢，則反映出不僅吸菸者受影響，越來越多不吸菸卻罹患肺癌的人也在增加，使得肺癌防治策略面臨新的挑戰。

基因變異遇上空污 PM2.5：台灣肺癌高發生率的雙重危機

在肺癌逐年升溫的背後，科學家持續探究其背後的成因。其中，一篇刊登於《Cell》2020 年 7 月號的研究引起了國際關注。這項研究由中央研究院團隊主導，聯合臺灣大學、臺北醫學大學及臺中榮總等單位共同完成，發現一種名為「APOBEC 變異」的基因特徵，可能與臺灣女性罹患肺癌發生率偏高有關。該變異會影響細胞內 DNA 的穩定性，使其更容易累積損傷並進一步發展為癌症，這項研究也讓人們開始重新思考肺癌與遺傳體質之間的關聯性。

除了基因之外，環境因素依然是不可忽視的關鍵。2023 年 4 月《Nature》的一篇封面故事則指出，空氣污染對肺癌的影響，可能不是直接造成新的 DNA 突變，而是透過誘發「慢性發炎」的機制，促使原本已帶有變異的細胞被「喚醒」並增殖形成腫瘤。這如同將原本處於沉睡狀態的壞細胞，因長期的空氣污染刺激而被激活。

由此可見，預防癌症的策略或許不應僅著重於防止癌細胞的「產生」，更重要的是避免讓它們「活化」。這也代表預防策略的重點，正從過去單純的「避免基因突變」，轉向同時「減少發炎反應」。而導致這些發炎與突變的因素，其實仍然是我們熟悉的環境污染源，例如 PM2.5、香菸二手煙、油煙與室內空氣品質等。

值得注意的是，這種風險機制並不只侷限於肺癌。大腸直腸癌的發生同樣與基因變異及環境因子的交互作用密切相關，顯示癌症成因不再是單一來源，而是多層次、需整合多面向來防範的健康議題。

遠離肺部發炎：從廚房油煙到腸道保健的肺癌預防關鍵

在空氣品質頻頻亮紅燈的臺灣，要保護肺部健康，關鍵就在於避開引發發炎反應的因子。國民健康署明確指出，「吸菸」仍是肺癌最主要的危險因子，佔所有患者的七至八成。然而，非吸菸者也絕不能掉以輕心，二手菸、交通廢氣、PM2.5 等空氣污染物，同樣是導致肺部慢性發炎的重要元凶。

此外，有一項常被忽略卻與肺癌風險高度相關的危險因子，來自我們每天的廚房——烹飪油煙。國民健康署指出，臺灣女性長期暴露於烹飪油煙中，罹患肺癌的風險不容忽視，尤其是在長時間未使用抽油煙機的情況下。國民健康署指出，未使用抽油煙機的非吸菸女性，其肺癌風險竟比有使用者高出約8.3倍。這項數據提醒我們，日常看似平常的行為，可能正是健康風險的關鍵所在。

除了遠離風險因子，江欣樺營養師也提出，從「腸道」著手是提升免疫力、降低全身發炎反應的新方向。維持腸道健康不僅能調節整體免疫系統，更與肺部的發炎反應息息相關。以益生菌株 TW01 為例，研究指出它能有效抵達腸道內的免疫關鍵區域——貝爾斑（Peyer’s patch），調節 T 細胞中 TH1 與 TH2 的平衡，有助於緩解過度的免疫反應或過敏現象。

此外，TW01 菌株也能促進B細胞分泌 IgA 免疫球蛋白，強化腸道黏膜層的保護力，減少「腸漏」的發生，進而間接保護其他器官免受炎症的侵擾。更令人關注的是，該菌株亦在研究中展現抑制大腸癌細胞的潛力，對於目前台灣排名第二的大腸直腸癌，可能提供另一層預防上的助力。

TW01 益生菌對抗肺癌：從腸－肺軸線降低空污引發的肺損傷

腸道與肺部之間存在一條重要的生理連結，稱為「腸－肺軸線」。今年初發表於《Nutrients》期刊的一項臺灣研究指出，TW01 益生菌能透過腸－肺軸線機制，從腸道出發，間接守護我們的肺部健康。研究結果顯示，TW01 益生菌有三大關鍵作用：首先，有助於減輕空污 PM2.5 所造成的肺損傷；其次，可降低肺部發炎物質（如 TNF-α、IL-6、IL-10 等）；第三，降低肺纖維化，主要透過調節 TGF-β1/Smad 信號傳導來達成。

其實，腸道與其他器官之間也存在類似的「軸線」關係，例如腸－腦軸線影響情緒與睡眠，腸－皮膚軸線與皮膚狀況密切相關。這些軸線代表著腸道菌叢的健康與代謝活動，很容易影響到其他器官。反過來，器官之間的影響同樣是雙向的——空污中的 PM2.5 不只損害肺部，也會擾亂腸道菌相，甚至引發「腸漏症」，讓體內毒素再次回到肺部，進一步惡化發炎反應。

預防肺癌、對抗 PM2.5，從 TW01 益生菌構築更健康的防線

面對癌症這個複雜的敵人，我們或許無法改變基因，但我們可以從每天的選擇中，建立更堅固的健康防線。越來越多研究顯示，身體各個器官並非獨立運作，而是彼此緊密串聯——肺與腸的關聯，正是一個明顯的例子。從腸道微生物的平衡，到肺部的免疫狀態，生活中的每一項小習慣，其實都可能悄悄影響著我們罹癌的風險。

空氣品質意識、健康飲食內容、規律運動習慣、定期健康檢查，這些看似平凡的日常行為，正是最切實且有效的預防行動。特別在台灣，肺癌與大腸癌長期高居發生率前兩名，更提醒我們——預防不能等到症狀出現才開始，而應該從日常做起。

2 月 15 日 OpenAI 發佈 Sora，隔一周後 Stable diffusion 3 隨後推出，以前人家都說有圖有真相，現在眼見不實的時代要來臨了，你說？還有什麼可以相信的？

AI 生成的影像到底有沒有方法可以辨識出來？今天，我們來談談近期關於辨識 AI 生成，找出 AI 生成的破綻！

先說結論，理論上可以！但現實很困難，很容易被破解，這集我們回答三個問題：

1. AI 生成影像有什麼破綻？
2. 還有哪些方法可以辨別 AI 生成的影像？
3. 最後來談談這些辨識方法，在現實中會遇到什麼問題？

回到最基礎的問題眼見不再為憑，接下來只會越來越多，不會越來越少，謠言進化成謠圖跟謠影片，現在還真的沒有其他武器，來辨識 AI 生成的內容，說到底還是得回歸自身的媒體識讀、確認訊息來源！

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文／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：

1. 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。
2. 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。
3. 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：

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。

參考資料：

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.

〈本文選自《科學月刊》2017年2月號〉

什麼？！你還不知道《科學月刊》，我們47歲囉！入不惑之年還是可以當個科青

精心策畫的論文騙局

一九九六年，紐約大學物理學教授艾倫．索卡（Alan D. Sokal）在後現代研究期刊《社會文本》（Social Text）上發表了一篇論文〈跨越邊界：朝向量子重力的轉形詮釋學〉（”Transgressing the Boundaries：Toward a Transformative Hermeneutics of Quantum Gravity” in the postmodern journal Social Text）。

根據論文摘要，你覺得這篇論文是在講什麼？

「本文的目標，是藉由探究量子重力的最新發展，進一步地深析指出，海森堡的量子力學和愛因斯坦廣義相對論，如今已經被合成和取代。本文將指出，在物理學的這項新興分支中，時空流形不再是客觀的物理實體；幾何學變成了仰賴脈絡的相對關係；過去科學的基本概念已經變成可以質疑的相對性範疇，就連存在本身也不例外。我認為這種觀念革命，對於後現代的自由科學，具有深遠意義。」

如果你覺得這整段話只是用一堆意義不明的術語堆砌起來的胡扯，恭喜你猜對了。

索卡教授瞎掰了一篇論文，投稿到《社會文本》期刊，六名編輯審查之後決定接受，當成嚴肅的學術著作放在該期刊的特刊。

然後索卡發文說整件事都是他設計的騙局。他之所以煞費苦心做這種事，是為了要證明很多學術界的人都會用故作高深的方式騙取名聲。

住在拉普達裡的學者

強納森．斯威夫特（Jonathan Swift）在一七二六年的《格列佛遊記》（Gulliver’s Travels）就諷刺過這種事情，故事中的天空之城拉普達，住著一群偏執的學者和理論家，整天只會研究一些脫離現實的沒用東西。

索卡跟斯威夫特一樣虛構了很多荒謬的東西來諷刺這種現象，他在論文中塞進許多解構主義的流行術語：「偶然的」（contingent）、「反霸權的」（counterhegemonic）、「知識論的」（epistemological）。事後他對《紐約時報》表示，「這篇文章是在刻意模仿某些學者胡亂引述數學與物理概念的行為。我把這些胡扯連在一起，然後發明一個說法去吹捧。整篇文章完全不需要符合任何知識標準，也不需要符合邏輯，所以超好寫的。」

索卡一邊諷刺文化研究與文學批評期刊那種用字吹毛求疵的無聊文化，一邊用詰屈聱牙的高深術語來諷刺那些學界的派系鬥爭。學界彼此批判時候很愛使用一些沒人看得懂的術語，經常搞到即使是同領域的學者，也看不懂作者在說什麼。

事件發生之後，《社會文本》高層發表了一篇相當酸的回應：「索卡博士認為我們是知識相對主義者，他搞錯了。」共同創立該期刊的紐約大學教授史丹利．阿諾維茲（Stanley Aronowitz）表示，「而且這是因為他書讀得太少，學的東西也不夠多」。

索卡看到回應反唇相稽，「光是《社會文本》接受這篇文章，就已經證實那些後現代文學理論家的傲慢，已經誇張到可以無視邏輯。難怪他們從來不去問物理學家，那些引述物理的文字有沒有意義。在他們的世界裡，無法理解變成了某種美德；典故、隱喻、雙關語取代了證據跟邏輯。我的文章只是提供了一個例子，證明了這個流派多年以來的作風。」

學術界、法律界、醫學界這些白領人士，最容易被這種聲望連鎖反應所影響。當聲望決定一切，金字塔頂層的聲音就會過度放大，很多時候他們的說法可以廣傳，並不是因為說法有價值，而是因為其他人希望自己聽得懂他們在說什麼。即使其他專業人士聽不懂，通常也都會為了守住自己的飯碗而默默跟隨。

扁桃體切除術就是個好例子。這種手術的效果欠缺科學根據，但因為「專業醫學意見」普遍認同，一度盛行了幾十年。在二十世紀最時興的時期，上百萬名兒童接受了扁桃體切除術，其中許多甚至因此受傷或死亡；直到某一天，醫學界才終於願意仔細檢查該手術的效果，然後很快就淘汰了它。

當我們為了保障自身聲譽而服從權威時，我們會相信某一套既定的敘事，聽不進任何新資訊，所以很容易繼續以訛傳訛。這種時候，敘事的真假並不重要，因為在其他人眼中，我們這群附和的人都是專家，不太可能搞錯。

不過雖然以訛傳訛的效力很大，但它並非無懈可擊的高牆，反而更像一座疊疊樂——只要抽掉那根關鍵的木條，整座塔就會瞬間崩毀。

——本文摘自《集體錯覺：真相，不一定跟多數人站在同一邊！》，2022 年 12 月，平安文化出版，未經同意請勿轉載。