人工智能能否識(shí)別診斷抑郁癥，幫助挽救生命嗎？

韓國笑星樸智善和母親被發(fā)現(xiàn)在家中去世，這或許又是抑郁癥造成的另一個(gè)悲劇。

患有抑郁癥的人很難對(duì)生活中的事情感到快樂，病發(fā)時(shí)甚至走一步路對(duì)他們來說都承受著常人無法了解的痛苦。這種危害嚴(yán)重的心理障礙，已經(jīng)成為了全球第四大疾病。全球預(yù)計(jì)有 3.5 億人受到抑郁癥的折磨，選擇輕生的年輕人中，60% 以上有抑郁經(jīng)歷。

好萊塢女星安妮·海瑟薇曾在電影《Modern Love》中飾演一個(gè)被抑郁癥困擾的都市女性，她情緒正常時(shí)是隨時(shí)散發(fā)魅力的女神，發(fā)病時(shí)卻如同換了一個(gè)人。即使是化好妝準(zhǔn)備出去約會(huì)時(shí)，突然襲來的抑郁情緒也會(huì)將她擊垮，甚至?xí)蝗粚?duì)失去活下去的意志。

近年來，研究人員也在不斷努力，希望用技術(shù)拯救更多處于深淵之中的人，AI 也成為了一種輔助診療的有效工具。不少 AI 設(shè)備中都加入了“情緒識(shí)別”功能，但大部分都是通過識(shí)別面部活動(dòng)和語言來判斷人的情緒，這種方式的弊端就在于面部活動(dòng)是可以造假的。

現(xiàn)在 Alphabet 計(jì)劃開始用 AI 分析人的腦電波來判斷情緒變化，希望可以用于支持診斷和治療抑郁癥。這個(gè)項(xiàng)目由 Alphabet 的實(shí)驗(yàn)性研發(fā)實(shí)驗(yàn)室 X 發(fā)起，代號(hào)為 Amber。

大腦“獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)”反應(yīng)更弱，輕生的年輕人中 60% 以上有抑郁經(jīng)歷

據(jù)美國國立衛(wèi)生研究院統(tǒng)計(jì)，美國大約有 1730 萬成年人患有至少一次抑郁癥。2016 年至 2018 年，美國有嚴(yán)重輕生念頭的成年人比例增加了 0.15%，同比增長了 46 萬人。

當(dāng)抑郁癥患者走到陽光下，越來越多的人都想為人生處于“至暗時(shí)刻”的他們做點(diǎn)什么。但每個(gè)有抑郁情緒的人表現(xiàn)都不盡相同，他們甚至不知道自己正在經(jīng)歷病痛。社會(huì)的不理解，自我認(rèn)知的缺乏和對(duì)心理疾病的不正視，讓抑郁癥的診斷和治療難上加難。

抑郁癥沒有明顯的癥狀，患有抑郁癥的人很難從外表分辨出來，其在不同人身上的表現(xiàn)也不相同。目前對(duì)抑郁癥的評(píng)估還主要依賴于與臨床醫(yī)生的對(duì)話，或像 PHQ-9 和 GAD-7 這樣的主觀測(cè)試。對(duì)可能患有抑郁癥的人來說，單憑表情和語言來進(jìn)行情緒判斷很容易出現(xiàn)失誤，而且這種方式很難判斷抑郁情緒的嚴(yán)重程度。

Amber 項(xiàng)目試圖將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與腦電波圖像技術(shù)結(jié)合起來，以測(cè)量大腦中的電活動(dòng)。研究人員觀察到，在類似游戲的任務(wù)中可以測(cè)量大腦獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)的處理過程，在比賽中獲勝后抑郁的人與非抑郁的人相比，大腦的反應(yīng)更弱。

收集腦電數(shù)據(jù)，分析抑郁情緒

Amber 團(tuán)隊(duì)花了三年時(shí)間開發(fā)出了一種低成本、便攜式的系統(tǒng)，它的外觀類似泳帽，需要 3 分鐘左右的時(shí)間進(jìn)行配置，使用位于 Fz、 Cz 和 Pz（用于評(píng)估獎(jiǎng)勵(lì)和認(rèn)知功能的關(guān)鍵通道或電極）中線上的三個(gè)傳感器。

它具有一個(gè)可支持多達(dá)32個(gè)通道的隨行生物放大器，可用于靜息狀態(tài)腦電和事件相關(guān)電位的采集，軟件可以時(shí)間鎖定任務(wù)進(jìn)行腦電測(cè)量。

除了這個(gè)收集腦電數(shù)據(jù)的設(shè)備，Amber 團(tuán)隊(duì)還探索了如何利用機(jī)器學(xué)習(xí)的新方法來減少腦電圖記錄中不必要的噪音。他們與 Alphabet 的深度學(xué)習(xí)研究實(shí)驗(yàn)室 DeepMind 合作，采用了非監(jiān)督表征學(xué)習(xí)的方法，演示了像自動(dòng)編碼器這樣的方法可以在沒有人參與的情況下去除腦電信號(hào)。（自動(dòng)編碼器通過忽略噪聲來學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集的表示。）

此外，Amber 團(tuán)隊(duì)還提供了一個(gè)概念驗(yàn)證，即提取與心理健康相關(guān)的特征，可以用來根據(jù)一位心理健康專家的采訪預(yù)測(cè)臨床標(biāo)簽，如重性抑郁障礙和廣泛性焦慮癥。與之前的研究不同，Amber 團(tuán)隊(duì)稱，他們能夠?yàn)閭€(gè)體參與者而不是團(tuán)體參與者做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。

X 實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人 Obi Felten 在其博客中解釋說：“這些方法能夠從單個(gè) EEG 試驗(yàn)中恢復(fù)可用的信號(hào)表示形式。這意味著可能有可能從大腦電生理學(xué)中獲得臨床有用的信息，而所用的數(shù)據(jù)樣本要比研究實(shí)驗(yàn)室中傳統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)少得多，后者通常依賴于數(shù)百項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性試驗(yàn)?！?/p>

X 實(shí)驗(yàn)室并不是第一個(gè)將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于腦電圖解讀的，在去年 4 月發(fā)表的一篇論文中，IBM 的研究人員就聲稱他們已經(jīng)開發(fā)出了一種可以對(duì)癲癇發(fā)作分類的算法，準(zhǔn)確率高達(dá) 98.4%。

事實(shí)上，腦電圖已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于研究吞咽、分類精神狀態(tài)、診斷神經(jīng)及精神疾病，比如神經(jīng)源性疼痛和癲癇，以及分類情緒。

Amber 項(xiàng)目遇挫，AI 診斷心理健康需多方協(xié)作

Amber 團(tuán)隊(duì)最終未能成功找到抑郁癥和焦慮癥的單一生物標(biāo)志物。但是，盡管遇到了挫折，他們還是在 GitHub 上開源了他們的硬件設(shè)計(jì)、可視化工具和激勵(lì)工具。截至今日上午，收集腦電波的設(shè)備和軟件已為佛羅里達(dá)州立大學(xué)的一項(xiàng)研究提供了幫助。

此外，Amber 團(tuán)隊(duì)承諾不會(huì)對(duì)該項(xiàng)目中開發(fā)的硬件申請(qǐng)專利，并將 50 個(gè)未使用過的頭戴設(shè)備捐贈(zèng)給了 Sapien Labs，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)營著一個(gè)“人腦多樣性項(xiàng)目”，支持低收入國家和未被充分代表的群體開展腦電圖研究。

Obi Felten 還在他的博客中寫道：“我們希望開源我們的腦電圖系統(tǒng)和發(fā)表我們的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，這不僅對(duì)腦電圖專家有價(jià)值，而且對(duì)更廣泛的心理健康研究團(tuán)體也有價(jià)值，他們此前可能因?yàn)橹把芯磕X電圖的復(fù)雜性和成本而退縮?！?/p>

在現(xiàn)實(shí)世界中使用技術(shù)支持的心理健康測(cè)量工作的道路上還有很多困難，需要做更多研究。要應(yīng)對(duì)當(dāng)今的挑戰(zhàn)，需要科學(xué)家、臨床醫(yī)生、技術(shù)專家、政策制定者和有生活經(jīng)驗(yàn)的個(gè)人之間建立新的伙伴關(guān)系。
責(zé)編AJX