在AI的大腦中植入精神疾病來進行治療及其分析

據(jù)《自然》（Nature）網(wǎng)站報道，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）資助的研究團隊正在開發(fā)設(shè)備來記錄神經(jīng)活動和自動刺激大腦，該設(shè)備主要用來治療精神疾玻由AI控制的、針對情緒障礙的大腦植入物目前在進行人體試驗。

可針對人的情緒和行為提供電脈沖的大腦植入物，目前首次在人身上進行試驗。DARPA資助的兩個團隊已經(jīng)開始展開“閉環(huán)”大腦植入物的初步試驗，植入物使用算法來檢測與情緒障礙相關(guān)的模式。

這些設(shè)備能夠刺激大腦恢復(fù)到健康狀態(tài)，無須醫(yī)生親自實施刺激。

這項最近在華盛頓特區(qū)的神經(jīng)科學學會（SfN）大會上展示的研究，最終可能會帶來目前難以治療的嚴重精神疾病的方法突破。同時它也引起了棘手的倫理道德問題，尤其考慮到該技術(shù)可能會讓研究人員能夠在一定程度上實時了解到人的內(nèi)心情感。

一般的方法——利用大腦植入物提供電脈沖來改變神經(jīng)活動——被稱作腦深部電刺激術(shù)。它被用于治療帕金森癥等活動障礙，但在治療情緒障礙的試驗中效果并沒有那么好。早期的證據(jù)顯示，持續(xù)性刺激腦部的特定區(qū)域會緩解慢性抑郁，但一項涉及90位抑郁癥患者的大型研究發(fā)現(xiàn)，治療一年以后患者病情并無改善。

DARPA資助的項目背后的科學家表示，他們的研究可能會在之前的嘗試失敗的地方取得成功，因為他們的大腦植入物是專為精神疾病治療而設(shè)計的——而且只會在需要用到的時候才會開啟?！拔覀儗τ诂F(xiàn)有的技術(shù)的局限性有了很多的了解。”加州大學舊金山分校（UCSF）領(lǐng)導(dǎo)其中一個項目的神經(jīng)科學家愛德華·常（Edward Chang）說道。

DARPA在支持愛德華·常的研究團隊以及另一個在波士頓的麻省總醫(yī)院的研究團隊，最終目標是治療患有抑郁癥和創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙的士兵和退伍軍人。兩個團隊都希望打造一個植入電極系統(tǒng)，來跟蹤大腦被刺激時其各個部分的活動。

他們正在面向癲癇癥患者的試驗中開發(fā)他們的技術(shù)，那些患者已經(jīng)在大腦中植入跟蹤其癲癇發(fā)作情況的電極。研究人員能夠利用那些電極記錄患者大腦在被間歇性刺激時的情況——沒有進行持續(xù)性地刺激，不同于舊的植入物。

在SFN（神經(jīng)系統(tǒng)科學學會年會）上，南加州大學的電氣工程師奧米德·薩尼（Omid Sani）與愛德華·常的團隊展示了首張關(guān)于情緒在一段時間內(nèi)在大腦中如何“編碼”的圖譜。他和同事對六位已經(jīng)植入電極的癲癇癥患者展開研究，在1到3周里詳細跟蹤他們的大腦活動和情緒。通過對比這兩類信息，研究人員可編寫算法來根據(jù)人的大腦活動“解碼”他們的情緒變化。

薩尼稱，愛德華·常和他的團隊準備一找到合適的志愿者，就在其身上測試他們新的單一閉環(huán)系統(tǒng)。愛德華·常補充道，他們已經(jīng)在人身上測試過某種閉環(huán)刺激。不過他沒有透露詳情，因為該項研究還處于初始階段。

麻省總醫(yī)院的研究團隊則在采取不同的研究方法。他們沒有去檢測特定的情緒或者精神疾病，而是想要將大腦活動與存在于多種情緒障礙的行為關(guān)聯(lián)起來，如難以集中注意力，缺乏同理心等。在SFN大會上，他們談到了他們開發(fā)的、用以在人的注意力從特定任務(wù)分散時刺激其大腦的算法測試，那些任務(wù)包括匹配數(shù)字圖像或者透過面部表情鑒別情緒。

研究人員發(fā)現(xiàn)，給涉及決策和情緒的大腦區(qū)域提供電脈沖，大大提升了測試參與者的表現(xiàn)。該團隊還繪制了人在特定任務(wù)中因為健忘或者分心開始應(yīng)付不來或者做得慢了的時候所發(fā)生的大腦活動，發(fā)現(xiàn)參與者能夠借助大腦刺激扭轉(zhuǎn)那種糟糕表現(xiàn)。研究人員目前在開始測試根據(jù)大腦活動特定模式自動刺激大腦的算法。

德州休斯頓的貝勒醫(yī)學院精神病學專家韋恩·古德曼（Wayne Goodman）希望，閉環(huán)刺激將被證明是比以往的腦深部電刺激術(shù)嘗試更好的情緒障礙長期治療方法——部分因為最新一代的算法更有針對性，基于生理學信號，而不是醫(yī)生的判斷。“你必須要做很多的調(diào)試才能夠做好來。”古德曼說。他即將啟動一項小型的閉環(huán)刺激試驗來治療強迫癥。

他指出，刺激與情緒相關(guān)的大腦區(qū)域的一個挑戰(zhàn)在于，可能會出現(xiàn)過度糾正情緒的情況，例如可能使得人出現(xiàn)狂喜，甚至蓋過其他所有情緒。其它倫理道德方面的考慮之所以出現(xiàn)，是因為用于閉環(huán)刺激的算法能夠告訴研究人員被治療者的內(nèi)心情緒怎么樣。哈佛大學神經(jīng)工程師兼精神病學專家、麻省總醫(yī)院團隊工程總監(jiān)阿利克·維奇（Alik Widge）表示，雖然研究人員無法直接讀出人的心境，“但我們會接觸到反映他們的情緒的活動信息?！备鷲鄣氯A·常和古德曼的團隊一樣，維奇的團隊也在與神經(jīng)倫理學家一起解決圍繞他們的研究的復(fù)雜倫理隱憂。

不過，愛德華·常指出，其團隊和其他人在開發(fā)的大腦刺激技術(shù)，只是向給情緒障礙帶來更好的治療方法邁出的第一步。他預(yù)計，來自大腦植入物試驗的數(shù)據(jù)，會有助于研究者針對精神疾病的開發(fā)出通過頭蓋骨刺激大腦的無創(chuàng)療法?！斑@些技術(shù)令人興奮的地方在于，”他說，“我們將第一次擁有一個窗口來了解大腦內(nèi)部的情況，能夠及時知道病情是否復(fù)發(fā)?！?/p>