「讀心器」或能有效對治抑鬱

10-09

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近日，來自美國南加州大學(USC)和加州大學舊金山分校(UCSF)的一個研究團隊繪製出了大腦活動模式與情緒變化的關係圖。基於這些關聯，該團隊開發出一種自動「解碼器」，它能夠通過監測大腦活動來預測患者的情緒變化。

這項發現非常令人鼓舞，因為它可能會為情緒和焦慮障礙帶來全新且更有效的治療方法，尤其是對於那些對常規治療沒有反應的患者。該研究論文近日已發表在《Nature Biotechnology》上。

隨便想一個數

雖然這並不是一個真正的「讀心術」設備，但是這個解碼器也已經非常接近了。它的開發是向著新型閉環療法邁進的重要一步，這種療法利用大腦刺激為數百萬備受折磨的情緒疾病患者提供幫助，而其他的治療方法往往沒有效果。

為了這項研究，該團隊招募了七名志願者，且所有人都是癲癇患者。他們的大腦中被植入了電極以監測癲癇癥狀。電極植入和數據收集由UCSF的團隊完成，該團隊由神經外科教授Edward Chang領導。解碼器由USC的團隊開發設計，該團隊由電氣工程助理教授Maryam Shanechi領導。

經過多天的監測，研究人員記錄了大量由參與者大腦產生的信號。七位參與者的信號被持續記錄下來。與此同時，研究人員定期要求他們在平板電腦上填寫情緒問卷，以跟蹤他們的情緒狀態。調查問卷有24個問題，每個問題都要求患者按下七個鍵中的其中一個來評價自己現在的感覺。這些按鍵連續分布在完全消極和完全積極之間，比如抑鬱和快樂。分數越高代表情緒狀態越積極。

從這些數據開始，Shanechi的團隊開發出一種程序，通過這種程序，情緒變化可以從每個參與者的大腦信號開始預測。這是此類技術首次被開發出來。

使用交叉驗證的解碼訓練和評估

Shanechi說：「情緒受到大腦中多個區域的影響，而不只是某個特定區域，因此解碼情緒帶來了獨特的計算挑戰。因為我們並沒有完全理解這些區域是如何協調它們的活動來編碼情緒的，而且情緒本身也很難評估，所以這項挑戰變得更加困難。為了解決這一問題，我們需要開發出新的解碼方法，將來自大腦分散式的神經信號結合起來，同時應對偶爾出現的情緒測量機會。」

通過分析觀察參與者分布在不同區域的大腦信號，以及他們自己彙報的情緒，使得研究人員能夠知道哪些大腦活動模式與其報告的情緒相匹配。有了這方面的信息，研究人員們開發出一個自動化的過程，可以獨立識別與每種情緒相對應的大腦活動模式。一旦構建，解碼器可以在幾天里預測每位患者的情緒變化。

對於全世界近4億的抑鬱症患者來說，這項研究結果肯定是受歡迎的，因為特異性血清素再攝取抑製劑(SSRI)並非對所有人都有效。

美國國立衛生研究院資助了一項名為STAR*D的研究。這是一項評估抑鬱治療的長期研究，幾乎有33%的抑鬱症患者對治療沒有反應。對於這些人，替代療法可能是他們提升生命質量的關鍵。雖然開環腦刺激療法（主動療法，而非應對患者的狀態進行被動治療）確實也有前景，但是能夠追蹤患者情緒隨時間變化（這項研究中的解碼器已經做到）的閉環療法則很有可能更加有效。

根據Shanechi的說法，對於臨床醫生來說，強有力的解碼工將提供實時清晰描繪支持情緒行為的大腦區域網路的方法。

她說：「我們的目標是創造一種技術，以幫助臨床醫生獲取更加清晰的大腦活動圖譜，使他們知道抑鬱患者大腦中在特定的時間正在發生什麼，還提供了一種方式幫助我們理解大腦信號與情緒之間的關係。這將使我們能夠隨著時間的推移獲得更客觀的情緒評估，以指導給定患者的治療過程。比如，如果我們知道患者在未來某一特定時間的情緒，我們就可以利用這一信息來決定是否以及如何對大腦進行電刺激，從而控制不健康的、令人衰弱的極端情緒。對於上千萬對傳統療法沒有反應的抑鬱和焦慮患者來說，該技術使得針對神經精神疾病的個性化療法成為可能。」

Shanechi解釋說，這種新的解碼技術還可以擴展到開發其他神經精神疾病的閉環系統，比如慢性疼痛、成癮和創傷後應激障礙等。