Пожалуйста
Во времена Photoshop и других программ обработки изображений ученые могли более четко представлять результаты своих исследований, но они также могли ими манипулировать. Как научные журналы защищают себя от поддельных изображений? Загорелые носы на отпускных фото или полутещи на краю семейного снимка: цифровые камеры и программы обработки изображений позволяют изменить неприглядные или нежелательные детали. Но, несмотря на все более изощренные технологии, вера в изображение непоколебима - по-прежнему применимо следующее: «Изображение говорит больше, чем тысяча слов».
Ученые также рады предоставить фотографии в качестве доказательства результатов своих исследований, которые должны быть максимально четкими и правильными в их изложении. В прошлом часы проводились в маленькой комнате с иммунофлуоресцентным микроскопом в поисках «этого» изображения, и было снято бесчисленное количество фильмов. «Сегодня изображения, полученные с помощью микроскопа, часто попадают непосредственно на чип, а аналоговые изображения часто вообще не снимаются», - объясняет Саша Змудзинский из Института интегрированных публикаций и информационных систем Фраунгофера IPSI в Дармштадте. Для достижения «хорошего» результата изображение затем обрабатывается на компьютере.
Работа в цифровой фотолаборатории
Измененные технические возможности, а также простота использования программного обеспечения оказывают влияние. Например, по данным Управления добросовестности исследований США, в 1989-1990 годах только 2,5 процента изученных биомедицинских статей содержали спорные изображения по сравнению с 26 процентами в 2001 году. Майк Росснер, редактор Journal of Cell Biology, подсчитал, что каждая пятая принятая статья требует переделки хотя бы одного рисунка, потому что авторы слишком много возились в цифровой фотолаборатории.
Но где грань между добром и злом? Какие этапы обработки безвредны, а какие изменяют смысл изображения? Издатели журналов Nature в настоящее время спрашивают об этом членов «научного сообщества». «В настоящее время нет четкой границы между разрешенным и запрещенным во всех случаях», - говорит Бернд Пулверер, редактор журнала Nature Cell Biology. Именно поэтому так сложно создавать спецификации, тем более что никто не хочет полностью отказываться от преимуществ цифровой обработки изображений.
The Journal of Cell Biology, с другой стороны, делает еще один шаг вперед. Здесь авторы найдут четкие рекомендации по подготовке графического материала. Как правило, изменения могут быть внесены только во все изображение. Например, разрешена регулировка яркости, изменение контраста или, в случае иммунофлуоресцентных изображений, балансировка отдельных цветовых уровней. Однако во всех случаях выполняемые этапы обработки должны быть четко указаны в разделе методов. Редактор, хорошо знакомый с проблемой, исследует представленный материал изображения, исследуя его с высоким разрешением на наличие линий, пятен грязи или обрезанных краев. «Ни один отдельный элемент изображения не может быть увеличен, уменьшен, перемещен, удален или добавлен», - говорится в спецификациях журнала.
В приведенном ниже примере образец полосы пятна был просто скопирован и вставлен как второй результат теста с большим совпадением.
В дополнение к изображениям, полученным с помощью микроскопа, основное внимание уделяется изображениям пятен и геля. На нем можно увидеть знаменитые «полосы», которые в молекулярной биологии документируют наличие или отсутствие маркированного сегмента белка или нуклеиновой кислоты. Конечно, вырезать такие полосы так же запрещено, как и дублировать или стирать некрасивые полосы и следы, чтобы получить безупречный фон.
Предел запретного
Известным примером того, как определенный рисунок полос на иллюстрациях был скопирован без разрешения, является публикация ученых-биомедиков Фридхельма Херрманна и Марион Брах, чьи подделки были обнаружены в 1997 году. Такие случаи преднамеренного мошенничества редки, говорит Росснер. Большую часть времени исследователи не подозревают, что, пытаясь создать чистое изображение, они переходят черту и становятся незаконными, а ценная информация теряется при обработке изображений.
Несмотря на острую потребность в разъяснениях, спецификации руководителей лабораторий, а также специализированных журналов отстают от текущих технических возможностей цифровой обработки изображений. «Удивительно, что многие отраслевые журналы предоставляют мало или вообще не предоставляют информации о том, какие типы цифровой обработки изображений разрешены, а какие нет», - сказал Росснер. Но дело движется. В то время как EMBO-Journal, например, по-прежнему выражается в очень общих чертах и только просит авторов четко обозначить существенные манипуляции с изображениями, в журнале Blood есть рекомендации, аналогичные тем, что есть в Journal of Cell Biology: «Цифровые изображения тщательно изучаются на предмет несанкционированных манипуляций. Редакция оставляет за собой право запросить у автора исходные данные для сравнения с представленными рисунками."
Сомнительно, чтобы предыдущий контроль качества внешними экспертами мог даже выполнить проверку этих строгих спецификаций. Рецензентам часто не хватает времени. По этой причине Бернд Пулверер также планирует в ближайшем будущем поручить одному из своих сотрудников просмотреть представленный материал изображений в Nature Cell Biology. «Если вы увеличиваете изображения, то есть смотрите на отдельные пиксели, вы все равно можете относительно хорошо увидеть, было ли изображение изменено», - говорит Бернд Пулверер, оценивая текущую ситуацию.
Все более совершенные манипуляции
Однако, по его мнению, в будущем будет своего рода соревнование между все более совершенными методами манипулирования и обнаружением ошибок специализированными журналами и их экспертами. Пер Борк, редактор онлайн-журнала Molecular Systems Biology и член редколлегии различных специализированных журналов, также считает, что наметанный глаз часто может определить по изображениям геля, когда что-то не так. Однако из-за возрастающей сложности раскрывать манипуляции становилось все труднее. «Количество профильных направлений работы велико, компетентных специалистов становится все меньше, а цифровые носители облегчают изменение данных», - говорит биоинформатик.
Все участники согласны с тем, что в основе научной коммуникации лежит не контроль, а взаимное доверие. «Если исследователь пишет, что проводил эксперимент при 25 градусах Цельсия, то я должен ему верить. Вы не можете контролировать все», - говорит Пулверер. Но взаимным доверием злоупотребляют снова и снова, и чаще, чем многие себе представляют, как выяснили сотрудники американо-американского фонда He althpartners: из нескольких тысяч опрошенных исследователей около трети признал, что нарушил правила хорошей науки хотя бы один раз за последние три года, чтобы получить желаемый результат, поэтому критический взгляд на научные доказательства оправдан.
Возможно, редакторы специализированных журналов скоро получат поддержку современной технологии, которая разрабатывается, в частности, в Институте интегрированных публикаций и информационных систем имени Фраунгофера в Дармштадте. Сотрудники института работают над методами, которые можно использовать для проверки целостности данных изображения (видео и аудио) или их последующего изменения.«Благодаря цифровым водяным знакам на изображении может быть скрыта дополнительная информация, например информация о подтверждении целостности», - объясняет Саша Змудзинский.
Возможно, что в будущем исследователям придется добавлять так называемые водяные знаки хрупкого содержания к фотографиям, которые они представляют. Система сохраняет информацию о содержании изображения в момент каждой записи - зашифрованную и невидимую для зрителя. «Позже можно проверить, соответствует ли встроенная информация текущему изображению», - говорит Змудзинский. Например, видны ли на групповом снимке только две головы вместо трех (со свекровью и без) или только пять полос вместо шести на кляксе. Между IPSI уже есть контакты с известным специализированным журналом, а также с производителями систем обработки медицинских изображений.