如何在人工智能的幫助下量化人類意識

由資助的 HBP SGA3 和 DoCMA 項目支持的新研究讓科學家們對人類意識有了新的認識。在高麗大學和項目合作伙伴列日大學(比利時)的帶領下，研究團隊開發(fā)了一種可解釋的意識指標(ECI)來探索意識的不同組成部分。他們的發(fā)現發(fā)表在《自然通訊》雜志上。

意識可以被描述為具有兩個組成部分：喚醒(即清醒)和意識。睜開眼睛的行為表明了一種清醒狀態(tài)，感知差異或遵循命令的能力表明了意識。在不同的條件下——無夢睡眠、有夢睡眠、麻醉和嚴重的腦損傷——有不同的意識水平。到目前為止，還沒有報道過能夠量化意識的兩個組成部分的測量系統(tǒng)。

一種可靠的意識測量方法

研究人員開發(fā)的 ECI 使用深度學習來區(qū)分生理、藥理學和病理條件下的清醒和意識。該團隊分析了六名健康參與者在睡眠期間的大腦活動;16 名在氯胺酮、異丙酚或氙氣誘導麻醉下的健康參與者;以及 34 名因嚴重腦損傷而昏迷的參與者。

研究表明，氯胺酮誘導的麻醉和快速眼動睡眠(當我們的大部分夢想發(fā)生時)具有低覺醒和高意識，與其他狀態(tài)明顯不同。更重要的是，大腦的頂葉區(qū)域被發(fā)現與測量意識變化狀態(tài)下的清醒和意識最相關。該研究的作者將這種新穎的工具描述為一種潛在的“可靠的鑒別器和有價值的工具，作為客觀的意識衡量標準”。

本文介紹了“世界上第一個同時量化喚醒和意識的技術”，該研究的共同高級作者、高麗大學人工智能系的 Seong-Whan Lee 教授指出。ECI 有可能改善不同環(huán)境下患者的臨床護理，例如監(jiān)測手術期間的麻醉誘導狀態(tài)和診斷昏迷或植物人狀態(tài)的患者。

根據列日大學昏迷科學小組的聯合主任、共同資深作者 Olivia Gosseries 博士的說法，“未來的研究需要在臨床常規(guī)中實施這一新指標，甚至開發(fā)一個在線和真實的-時間工具將在我們的醫(yī)院、手術室和重癥監(jiān)護室實施。”

HBP SGA3(人腦項目特定資助協議 3)是人腦項目計劃四個階段中的最后一個。“HBP 合作伙伴之間卓有成效的國際合作說明了 EBRAINS 數據共享平臺工具對大型人類神經影像集的有效性，”該研究的合著者、列日大學的昏迷科學小組負責人 Steven Laureys 教授說。

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