AI算法助力神經性疾病治療 幫助分心的你回回神

美軍方資助開發調節情緒和行為的腦植入物

2017年11月27日08:23  來源:科技日報
 
原標題:分心了?AI幫你回回神

  隨著生活壓力的增加,抑郁症、強迫症、癲癇等精神障礙性疾病越來越普遍,且容易反復發作,給忙碌的現代人帶來很多困擾。由於這些疾病涉及到腦部神經區域,病因復雜,許多藥物隻能部分緩解一些症狀,並不能根治,甚至還會產生嚴重的副作用。

  最近,科學家另辟蹊徑,通過大腦植入物釋放電脈沖來調節情緒和行為,被認為是治療情緒性疾病各種方法中的有力競爭者。

  據《自然》雜志官網近日報道,美國國防部高級研究計劃局(DAPRA)資助的兩個實驗項目,將人工智能(AI)算法引入閉環腦植入物,可通過識別與情緒障礙有關的腦活動模式,指導腦植入物在需要時施加電刺激,自動將大腦活動調回到健康狀態。

  不需醫生,AI能自主診斷情緒異常

  傳統腦植入物改變神經活動的方式,是一種深度腦刺激。臨床試驗証明,它能有效治療帕金森症等行動障礙性疾病,但在針對情緒障礙性患者進行檢測時表現不佳。比如,一項涉及90名抑郁症患者的試驗發現,深度腦刺激持續一年后,這些病人的抑郁症病情並沒有得到改善。

  兩個研發團隊分別來自加州大學舊金山分校神經學家愛德華·張的實驗室和馬薩諸塞州總醫院。他們在日前召開的美國神經科學年會上介紹了相關研究的進展。人體臨床試驗初步結果表明,AI完全不需醫生指導即能在診斷出情緒異常后,自主施加電刺激將情緒“扭轉”到正常狀態。

  這種被軍方用來干預治療士兵抑郁症和傷后緊張症的技術,最終可能會在現有療法無計可施時,為嚴重精神性疾病患者提供一種治療辦法,幫助他們擺脫痛苦情緒帶來的折磨。

  AI算法,助力神經性疾病個性化治療

  愛德華·張的實驗室對6名腦部植入電極的癲癇患者進行了一到三周的跟蹤,獲得了患者大腦活動和情緒變化的關系圖譜。結果發現,6名患者的圖譜模式在與情緒有關的大腦區域大致相同。隨后的測試表明,他們開發的AI算法根據這種圖譜,通過比較腦活動情況,能夠准確“解讀”出受試者的情緒變化。

  馬薩諸塞州總醫院研究的患者,存在注意力不集中、缺乏同理心等多項情緒障礙。通過比較這些情緒變化與腦活動的關系繪制出圖譜,研究人員發現,他們的AI算法能夠准確識別出受試者在執行任務過程中的分心情況,之后自動刺激大腦,讓患者注意力重新集中。

  休斯頓貝勒醫學院的精神病學家韋恩·古德曼表示,這些AI算法基於生理信號而不是醫生的主觀判斷,會根據不同病人的大腦活動進行個性化診斷,未來有望成為一種長期治療神經性疾病的更好方法。他們即將用加入AI算法的閉環刺激療法,對強迫症障礙患者開展小范圍人體臨床試驗。

  雖然有科學家對這種AI腦植入物提出倫理質疑,認為其可能過度糾正病人情緒,產生極端快感,也可能“讀”出患者內心深處的情緒隱私,但愛德華·張表示,AI算法基於神經生理信號作出判斷,不像深度腦植入物持續不停地刺激腦部,更能根據病人的腦電活動情況,在情緒需要調控時進行個性化刺激。(記者 聶翠蓉)

(責編:高黎明、張希)