人工智能和3D打印治療精神分裂癥

魔猴君  科技前沿   16天前

人工智能（AI）是一個(gè)經(jīng)常引起爭(zhēng)議的話題，但現(xiàn)在不可否認(rèn)的是，這個(gè)工具已經(jīng)變得對(duì)人類來(lái)說(shuō)極其強(qiáng)大和有價(jià)值。事實(shí)上，人工智能現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，特別是用于疾病診斷和藥物治療的個(gè)性化，而且始終在醫(yī)務(wù)人員的監(jiān)督下。得益于該技術(shù)，骨科和腫瘤科領(lǐng)域的許多疾病診斷已經(jīng)成功完成。目前，人工智能與3D打印相結(jié)合的應(yīng)用也正在延伸至精神分裂癥等精神障礙。

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，全世界約有2100萬(wàn)人患有精神分裂癥。這是一種在女性18歲、男性25歲之間出現(xiàn)的疾病，其癥狀包括妄想、幻覺和認(rèn)知障礙。因此，人工智能不僅可以幫助醫(yī)生對(duì)高危人群的精神分裂癥進(jìn)行早期診斷，還可以為他們提供個(gè)性化的治療和藥物治療。

診斷精神分裂癥的主要困難在于，與骨科和腫瘤科等領(lǐng)域不同，該疾病的癥狀具有異質(zhì)性，因此每個(gè)患者的表現(xiàn)形式可能不同。此外，精神分裂癥無(wú)法通過(guò)生物學(xué)指標(biāo)來(lái)診斷，而只能使用DSM（精神障礙診斷和統(tǒng)計(jì)手冊(cè)）和ICD（國(guó)際疾病分類）建立的臨床癥狀，而這些臨床癥狀并不總是足以識(shí)別該疾病的不太典型的癥狀。

使用人工智能治療精神分裂癥

也就是說(shuō)，人工智能可以為醫(yī)務(wù)人員提供調(diào)查和治療疾病的新方法。如何？它是一種能夠處理和分析極其復(fù)雜數(shù)據(jù)的技術(shù)。這將允許在高危人群中早期診斷該疾病。事實(shí)上，由于機(jī)器學(xué)習(xí)的整合，人工智能可以分析從患者收集的數(shù)據(jù)并使用臨床模型對(duì)其進(jìn)行處理，從而限制與手動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)的人為錯(cuò)誤。

此外，人工智能是一種具有自我學(xué)習(xí)和自我優(yōu)化能力的技術(shù)：當(dāng)補(bǔ)充新數(shù)據(jù)后，它可以產(chǎn)生越來(lái)越準(zhǔn)確的算法，從而改善醫(yī)療預(yù)測(cè)。這將使其成為診斷具有異質(zhì)癥狀的疾?。ɡ缇穹至寻Y）的極其有用的工具。

此外，人工智能還可以通過(guò)分析患者的語(yǔ)言來(lái)檢測(cè)患者的疾病癥狀。事實(shí)上，這種疾病會(huì)影響患者的語(yǔ)言能力，導(dǎo)致語(yǔ)調(diào)或言語(yǔ)的變化。不幸的是，在治療精神分裂癥的過(guò)程中，患者可能會(huì)出現(xiàn)抑郁癥狀，而由于在疾病進(jìn)展的早期階段未能識(shí)別出這些癥狀，因此抗抑郁治療常常被忽視。

幸運(yùn)的是，事實(shí)證明，經(jīng)過(guò)多模態(tài)行為特征訓(xùn)練并通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)的人工智能可以判斷患者是否健康、是否患有精神分裂癥或重度抑郁癥。通過(guò)語(yǔ)言分析，人工智能可以快速識(shí)別精神分裂癥患者的行為變化，從而為他們提供適當(dāng)?shù)乃幬镏委煛?/span>

該圖說(shuō)明了人工智能在精神分裂癥的診斷、治療和預(yù)后中的應(yīng)用。

最后，人工智能還可用于創(chuàng)建個(gè)性化的藥物療法。通過(guò)收集患者數(shù)據(jù)和創(chuàng)建臨床模型，人工智能可以預(yù)測(cè)每位患者的個(gè)性化藥物劑量。此外，除了計(jì)算劑量之外，人工智能技術(shù)還可以識(shí)別影響代謝和藥物反應(yīng)的關(guān)鍵因素，讓臨床醫(yī)生了解每個(gè)患者對(duì)治療的反應(yīng)。因此，AI還能夠?yàn)榛颊咧贫▊€(gè)性化治療方案，不僅優(yōu)化劑量，還優(yōu)化藥物的選擇。

用于研究的3D打印電子設(shè)備

近年來(lái)，人們已經(jīng)使用包括3D打印在內(nèi)的各種技術(shù)測(cè)試了治療精神分裂癥的新型人工智能增強(qiáng)方法。研究表明，最近的一項(xiàng)研究利用3D打印技術(shù)創(chuàng)建了一種電子神經(jīng)接口設(shè)備，屬于BCI（腦機(jī)接口）領(lǐng)域，可以解碼與小鼠大腦活動(dòng)相關(guān)的神經(jīng)生理信號(hào)。得益于這種3D打印的可植入且生物相容的設(shè)備，可以精確監(jiān)測(cè)小鼠前額葉皮層的活動(dòng)。

該研究的目的是分析神經(jīng)精神疾病治療對(duì)神經(jīng)活動(dòng)的影響。該神經(jīng)假體接口旨在記錄、調(diào)節(jié)和分類與這些疾病相關(guān)的電生理生物標(biāo)志物。研究結(jié)果表明，該裝置能有效監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)健康和缺陷小鼠的大腦活動(dòng)，為神經(jīng)精神疾病的個(gè)性化治療提供了新的工具。

研究表明，人工智能無(wú)疑為精神分裂癥的診斷和治療創(chuàng)造了前所未有的可能性。但該技術(shù)仍存在局限性，其作為臨床醫(yī)生診療的輔助工具，尚不能真正替代臨床醫(yī)生。

盡管人工智能由數(shù)據(jù)收集“驅(qū)動(dòng)”，因此變得越來(lái)越高效，但當(dāng)前基于人工智能的應(yīng)用在應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)世界的臨床治療時(shí)仍存在缺陷。處理精神分裂癥等醫(yī)療數(shù)據(jù)時(shí)困難更大，因?yàn)槠湓\斷標(biāo)準(zhǔn)彼此差別很大。此外，目前許多現(xiàn)有的研究主要集中于回顧性分析，僅使用收集的歷史數(shù)據(jù)來(lái)訓(xùn)練和測(cè)試算法。

盡管目前使用人工智能治療精神分裂癥仍面臨挑戰(zhàn)，但該技術(shù)發(fā)展的速度表明，當(dāng)前的問(wèn)題將很快得到解決，并且它將在精神疾病治療中得到更廣泛的應(yīng)用?？梢钥隙ǖ氖?，人機(jī)交互給醫(yī)療領(lǐng)域帶來(lái)了很多創(chuàng)新，未來(lái)值得研究。

編譯整理：3dnatives