图像在生物研究中作为视觉证据，帮助研究人员验证实验结果。同时，它们还能使同行重复实验，从而增强研究结果的可信度和可靠性。然而，图像完整性问题的增加令人担忧，这代表了一种主要的科研不端行为。这些问题可能导致严重后果：引用率下降、论文被撤回、研究人员失去信誉，甚至被解雇。此外，这也会削弱公众对科学研究和学术期刊的信任。
为了更好地理解这些问题是如何产生的，首先重要的是要认识和区分可接受的图像编辑形式。一般来说，为了提高整个图像的清晰度而进行的任何线性调整都是可接受的。这包括：
在提供原始图像的情况下，对某一部分进行简单放大
使用箭头和框标注图像中的特定部分
提供比例尺和标签。
调整整个图像的对比度
调整整个图像的颜色
需要注意的是，原始图像应始终保持未修改状态。任何必要的调整都应仅在实验过程中获取的原始图像副本上进行。大多数学术期刊都会在其网站上列出相关指南。因此，作者应仔细查阅目标期刊的指南，以确保符合图像完整性标准。
生物研究中常见的图像完整性问题
1.重复
简单重复
在简单重复中，研究人员会复制图像的某些部分，而不说明这一重复行为。这通常发生在同一图像区域或对象（如细胞或蛋白条带）被复制粘贴到其他位置，并以独立数据点的形式呈现。这种重复可能出现在同一图像面板内或不同的图像面板之间。在研究特定细胞、结构或蛋白表达的存在性或数量时，这种做法尤为严重。
示例：
在这张图像中，顶部的面板与底部的面板图像是相同的（用红色和蓝色框线标出）。但是，可以看出，这两个实验的条件是不同的，这引起了对这些图面板图像完整性的严重质疑。
Reported in Bik EM, et. al. 2016
位置调整后的重复
位置调整后的重复指的是移动、旋转或翻转图像的某些部分，以制造出不同数据点的假象。这种操纵方式极具欺骗性，因为它错误地暗示了观察结果的多样性和广泛分布。这种做法可能导致对数据变异性和分布的错误结论，最终破坏论文所报告的研究结果。
示例：
在这张图像中，蛋白质印迹图像中突出显示的部分（用红色框线标出）彼此看起来非常相似，尽管它们被标记为不同的蛋白质，并且呈现为来自不同细胞组分的孤立样本。
Reported in Bik EM, et. al. 2016
2.修改
亮度和对比度的不均匀变化
调整图像特定部分的亮度和对比度被视为图像操纵。这是因为选择性地增加图像特定部分的亮度可以使某些特征看起来比实际更突出，误导观众得出关于发现的错误结论。
示例：
在左图的这些图像（调整前）中，染色强度相似。但是，在对图像进行不均匀调整后，处理 B 看起来比处理 A 更明显（这并非事实）。
裁剪和美化
这类操纵涉及通过删除或修改图像的某些区域，使其呈现出与原始图像不同的信息。与提高图像清晰度但保持数据完整性的可接受编辑不同，这种操纵会以误导性的方式扭曲原始数据，从而显著影响数据解读。
示例：
在此图像中，背景被完全 “清理” 了。这是极不道德的，因为右侧的图像没有提供关于可能影响数据解释的不均匀曝光和其他伪影的信息。
涂抹和模糊处理
涂抹和模糊处理指的是对图像的某些部分进行模糊化、拉伸或扭曲，以隐藏不需要的元素。这通常是为了掩盖对原始图像所做的修改，使其更难被察觉。这种做法会掩盖图像中的关键信息，导致数据被误解，最终损害研究结果的完整性。
示例：
在这张图像中，80 kDa带上方蛋白质带的存在并不清晰可见，除非调整对比度和进行伽马校正（由红色箭头指示）。这是一个明显的像素涂抹示例，用于隐藏红色箭头所指的蛋白质带。
Reported in Blatt M et. al. 2013
数字滤波
数字滤波指的是使用软件滤镜来增强整体图像。当数字滤波在符合伦理准则的范围内进行（如均匀调整和滤波以提高整个图像的清晰度）并在论文中报告时，这是可以接受的。然而，如果滤波仅应用于特定区域，导致数据失真，则这种做法将被视为不符合伦理标准。
示例：
在这个例子中，数字滤波被用来增强图表的视觉吸引力。然而，为了视觉效果而选择性地过滤或操纵数据是不道德的，也是不可接受的。
Image created for demonstration purpose by Enago
3.图像伪造
图像伪造涉及创建或插入原始实验结果中并不存在的虚假数据。这种操纵通常是为了添加新的结构（如细胞或蛋白条带）或生成新的数据集。这会导致误导性的解读，并损害原始研究结果的可信度。
示例1：
在下方的凝胶图像中，请注意第 3 号泳道中插入了一个新的条带，而该条带原本并不存在。这种做法是不道德的，因为它虚假地显示了样本中存在某种蛋白（或核酸——DNA 或 RNA），从而影响数据分析和解释。
Image taken from Rossner et. al. 2004
示例2：
左侧的显微图像具有误导性，因为它将来自不同视野的细胞并排放置，给人一种它们来自同一显微视野的假象。在这里，通过调整整个图像的对比度（如右侧图像所示），可以揭示图像操纵，使插入的细胞可见。
Image taken from Rossner et. al. 2004
确保图像完整性：所有利益相关者的共同努力
鉴于各种图像操纵行为的普遍存在，期刊和研究机构必须制定严格标准，并明确可接受的图像处理规范。出版伦理委员会（COPE）建议期刊向作者提供清晰的说明和全面的指南，规范图像处理行为。大多数学术期刊已经制定了详细的政策，以控制此类图像完整性问题。通常，期刊要求作者提供原始数据，以便同行评审人员交叉验证论文中包含的图像的真实性。此外，期刊还使用图像分析软件，对稿件进行系统筛查，以检测任何图像完整性问题。
结合技术与人工专业知识的服务，为 STM（科学、技术和医学）行业的所有利益相关者提供了一种平衡的解决方案。通过先进软件与专家判断相结合的严格筛查，Enago 的图像操纵检测服务不仅能检测问题，还能维护和捍卫数据完整性，这对科研领域至关重要。
另一方面，图像的有效管理需要研究团队、机构和期刊的共同承诺。所有相关方的共同努力将有助于提升科学信誉，并维护公众对研究发现的信任。
随着新技术和新方法的不断发展，学术界也在不断进步。然而，遵守伦理研究实践仍然是确保知识探索以创新且正直的方式推进的基石。