人工智能与脑电刺激相结合可改善人脑功能

在一项新的研究中，研究人员将人工智能与有针对性的大脑电刺激相结合，表明可以改善与自我控制和心理灵活性相关的特定人类大脑功能。这些发现来自波士顿马萨诸塞州总医院对12名接受脑部癫痫手术的患者进行的一项人体研究，该手术将数百个微小电极放置在整个大脑中，以记录其活动并确定癫痫发作的根源。

【资料图】

该研究首次表明，通过精确定向的电刺激可以可靠地增强与精神疾病相关的特定人类心理功能，并且内囊脑结构的特定子部分对于认知增强特别有效。最后，他们表明，用作控制器的闭环算法的效果是随机时间刺激的两倍。

这项工作发表在《自然生物医学工程》的文章“人类认知控制的闭环增强和神经解码”中。”

这项工作是明尼苏达大学医学院精神病学助理教授、医学博士、哲学博士AlikWidge团队之间的合作;SydneyCash，医学博士、哲学博士，马萨诸塞州总医院癫痫研究专家;达林·多尔蒂(DarinDougherty)医学博士，临床脑刺激专家。他们共同确定了一个大脑区域——内囊——在受到少量电能刺激时可以改善患者的心理功能。大脑的这一部分负责认知控制，即从一种思维模式或行为转变为另一种思维模式或行为的过程，在大多数精神疾病中，认知控制都会受到损害。

“一个例子可能包括一个患有抑郁症的人，他无法摆脱‘卡住’的消极想法。因为它对精神疾病如此重要，所以找到一种改善它的方法可能是治疗这些疾病的一种强大的新方法，”威奇说。

该团队开发了算法，以便他们可以跟踪患者在刺激后的认知控制能力，无论是从他们的行为还是直接从他们的大脑活动。当患者在认知控制实验室测试中表现较差时，控制器方法就会提供刺激。

“这个系统可以读取大脑活动，当患者遇到困难时从中进行‘解码’，并向大脑施加少量电刺激，以帮助他们克服困难，”威奇说。“我经常用电动自行车来比喻。当有人踩踏板但遇到困难时，自行车会感知到并增强它。我们已经做出了与人类心理功能相当的东西。”

一些患者除了癫痫之外还患有严重的焦虑症。当给予认知增强刺激时，他们报告说他们的焦虑有所改善，因为他们更能够将自己的想法从痛苦中转移出来，专注于他们想要的事情。威奇说，这表明这种方法可用于治疗患有严重和耐药性焦虑、抑郁或其他疾病的患者。

“这可能是治疗精神疾病的一种全新方法。我们可以为患者提供一种工具，让他们控制自己的思想，而不是试图抑制症状。”Widge说。“我们可以让他们重新坐在驾驶座上，让他们感受到一种新的代理感。”

研究团队目前正在准备临床试验。由于改善认知控制的目标已经获得FDA批准用于深部脑刺激，Widge表示，一旦试验正式获得批准，这项研究就可以使用现有的工具和设备来完成，并且可以将这种护理转化为当前的医疗实践。迅速的。

多尔蒂说：“这些发现的美妙之处在于，我们现在能够进行临床试验，以进一步证明其有效性，然后希望能够帮助那些迫切需要额外干预措施来治疗疾病的耐药患者。”

标签：