研究人員通過大腦刺激增強(qiáng)人類心理功能

在一項(xiàng)試點(diǎn)人類研究中，來自明尼蘇達(dá)大學(xué)醫(yī)學(xué)院和馬薩諸塞州總醫(yī)院的研究人員表明，通過將人工智能與有針對性的腦電刺激相結(jié)合，可以改善與自我控制和心理靈活性相關(guān)的特定人類大腦功能。

Alik Widge, MD, PhD是密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院精神病學(xué)助理教授和成癮醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)成員，是發(fā)表在Nature Biomedical Engineering上的研究的資深作者。這些發(fā)現(xiàn)來自波士頓馬薩諸塞州綜合醫(yī)院對 12 名接受癲癇腦部手術(shù)的患者進(jìn)行的人體研究——該手術(shù)在整個(gè)大腦中放置數(shù)百個(gè)微型電極以記錄其活動(dòng)并確定癲癇發(fā)作的起源。

在這項(xiàng)研究中，Widge 與麻省總醫(yī)院的 Sydney Cash 醫(yī)學(xué)博士、癲癇研究專家合作;和 Darin Dougherty，醫(yī)學(xué)博士，臨床腦刺激專家。他們一起確定了一個(gè)大腦區(qū)域——內(nèi)囊——當(dāng)用少量電能刺激時(shí)，它可以改善患者的心理功能。大腦的那部分負(fù)責(zé)認(rèn)知控制——從一種思維模式或行為轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N思維模式或行為的過程，這在大多數(shù)精神疾病中都會受到損害。

“一個(gè)例子可能包括一個(gè)患有抑郁癥的人，他無法擺脫‘卡住’的消極想法。因?yàn)樗蔷窦膊〉暮诵?，找到一種改善它的方法可能是治療這些疾病的一種強(qiáng)有力的新方法，”威奇說。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了算法，以便在刺激后，他們可以從患者的行為和直接從他們的大腦活動(dòng)中跟蹤患者的認(rèn)知控制能力。每當(dāng)患者在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)知控制測試中表現(xiàn)更差時(shí)，控制器方法就會提供刺激。

“該系統(tǒng)可以讀取大腦活動(dòng)，在患者遇到困難時(shí)對其進(jìn)行‘解碼’，并對大腦施加少量電刺激以幫助他們克服困難，”Widge 說。“我經(jīng)常使用的比喻是一輛電動(dòng)自行車。當(dāng)有人踩踏板但遇到困難時(shí)，自行車會感知并增強(qiáng)它。我們已經(jīng)為人類的心理功能制作了等價(jià)物。”

該研究首次表明：

使用精確定向的電刺激可以可靠地增強(qiáng)與精神疾病相關(guān)的特定人類心理功能;

內(nèi)囊腦結(jié)構(gòu)的特定子部分對認(rèn)知增強(qiáng)特別有效;和

用作控制器的閉環(huán)算法的效果是隨機(jī)時(shí)間刺激的兩倍。

一些患者除了癲癇癥外還有明顯的焦慮癥。當(dāng)給予認(rèn)知增強(qiáng)刺激時(shí)，他們報(bào)告說他們的焦慮得到了改善，因?yàn)樗麄兏軌驅(qū)⑺枷霃耐纯嘀修D(zhuǎn)移出來，專注于他們想要的東西。Widge 說，這表明這種方法可用于治療患有嚴(yán)重且抗藥性的焦慮、抑郁或其他疾病的患者。

“這可能是治療精神疾病的一種全新方法。我們可以給患者一種工具，讓他們控制自己的思想，而不是試圖抑制癥狀。”Widge 說。“我們可以讓他們回到駕駛座上讓他們感受到一種新的代理感。”

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