Nature：美国军方资助科研项目，AI植入大脑治疗心理疾病

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编译：小饭盆、姜范波

这是首次在人类身上做测试：通过大脑植入物即提供电脉冲来调节人的感知和行为。由美国军方研究机构，美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助的两个研究小组已经开始对“闭环”的大脑植入物进行初步试验。这种大脑植入物通过算法来检测心理疾病相关的模式。这些设备在没有医生干涉的情况下，可以使大脑恢复到健康状态。

上周在华盛顿召开的神经科学学会（SfN）会议上展示的这项工作，能够提供一种新的用于治疗严重精神疾病的方法来代替当前传统治疗方法。同时，这也会导致棘手的伦理问题，因为这种技术可以使研究人员实时获得一个人的内心感受。

通常的方法是通过大脑植入物来传递电脉冲，以此来改变神经活动。这种方法被称为深脑刺激。它被用来治疗运动障碍，如，帕金森病，但是针对情绪障碍（心理疾病）进行测试时，却不太成功。早期研究表明，持续刺激某些特定脑区能缓解慢性抑郁症，但是一项包含90名抑郁症患者的研究发现，治疗一年后并没有改善。

DARPA资助项目背后的科学家认为，前人的工作没有成功的地方，他们的有可能取得成功，因为他们已经设计出专门用于治疗精神疾病的大脑植入物，而且只在需要时开启。加州大学旧金山分校（UCSF）的神经科学家Edward Chang，，领导了其中某个项目，说：“我们已经从当前技术的局限性中学会了很多东西”。

DARPA正在资助Chang的团队和另一个位于波士顿的马萨诸塞州总医院（MGH）的团队，最终目标是治疗患有抑郁症和创伤后应激障碍的士兵和退伍军人。每个团队都希望建立一个植入式电极系统，当他们刺激大脑时，这个系统能够跟踪大脑活动。

这些团队正在开发新技术，用于癫痫病患者的实验，这些病人大脑中已经植入电极来跟踪他们的癫痫发作状况。研究人员可以使用这些电极来记录当间歇性刺激大脑时的状况，而不是像之前的植入物那样，持续不断地刺激大脑。

Mood map绘制情绪

在SfN会议上，洛杉矶南加州大学的电子工程师Omid Sani（他正在与Chang的团队合作）展示了第一张随着时间推移，在大脑中编码情绪的地图。他和同事，研究了6个带有植入电极的癫痫病患者，来详细地跟踪他们在1-3周的时间内大脑活动和情绪。通过比较这两种类型的信息，研究人员可以创建一个算法来“解码”这个人的大脑活动中不断改变的情绪。研究发现，出现了一些宽泛的模式，特别是在与情绪有关的大脑区域。

Sani谈到，Chang和他的团队，一旦找到合适的志愿者，准备立即测试他们的新的单个闭环系统。 Chang补充道，该团队已经在人们中测试了一些闭环刺激，但他拒绝提供细节，因为这项工作仍处在初级阶段。

MGH团队采取了不同的方法。他们不是检测某种特定的情绪或精神疾病，而是想要描绘与多种疾病中存在的行为相关的大脑活动，例如注意力集中困难和共情。在SfN会议上，他们报告了所开发的刺激大脑的算法对与受试者从给定的任务中（例如匹配数字图片或识别脸部情绪）分心时的测试情况。

研究人员发现，向参与决策和情绪的大脑区域提供电脉冲，显著改善了测试参与者的表现。这个团队还绘制了一个人因为健忘或分心而在给定的任务中逐渐失败或放缓的大脑活动情况，并发现他们能够通过刺激来扭转这种情绪。他们现在开始测试某种算法，这种算法通过使用大脑活动的特定模式作为触发器来自动刺激大脑。

Personalized treatment（个性化治疗）

德克萨斯州休斯敦贝勒医学院的精神病学家韦恩•古德曼（Wayne Goodman）希望闭环刺激能够比先前的深部脑刺激方法，能够提供更好地长期治疗心理障碍方法，部分原因在于最新一代的算法更多是个性化的和基于生理信号的，而不是医生的判断。 Goodman即将发起一个闭环刺激实验来治疗强迫症，他谈到：“你必须做很多调整才能把它做好。”

他说，刺激与情绪相关的大脑区域的一个挑战是过度纠正情绪来创造极度快乐，以此压倒所有其他感受的可能性。其他伦理方面的考虑来自这样一个事实，闭环刺激中使用的算法可以告诉研究人员这个人的情绪，而无需通过行为或面部表情来判断。马萨诸塞州剑桥哈佛大学伦理神经工程和精神病学家，MGH团队工程总监Alik Widge说：“虽然研究人员不能读懂人们的思想，但是我们将可以获得编码他们感受的活动。” 像Chang和Goodman的团队一样，Widge的小组正在与神经伦理学家一起解决围绕其工作的复杂伦理问题。

Chang说，但他的团队和其他人正在开发的刺激技术只是更好地治疗心境障碍的第一步。他预测，来自脑植入物试验的数据可以帮助研究人员开发通过颅骨刺激大脑的精神疾病的非侵入性治疗手段。他说：“关于这些技术的令人兴奋的事情是，我们第一次在大脑中有一扇窗户，当人们疾病复发时，我们知道大脑中发生了什么。”

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