人工智能和3D打印治療精神分裂癥

魔猴君  科技前沿   106天前

人工智能（AI）是一個經(jīng)常引起爭議的話題，但現(xiàn)在不可否認的是，這個工具已經(jīng)變得對人類來說極其強大和有價值。事實上，人工智能現(xiàn)在已經(jīng)應用于醫(yī)學等領(lǐng)域，特別是用于疾病診斷和藥物治療的個性化，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，全世界約有2100萬人患有精神分裂癥。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、幻覺和認知障礙。因此，人工智能不僅可以幫助醫(yī)生對高危人群的精神分裂癥進行早期診斷，還可以為他們提供個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，因此每個患者的表現(xiàn)形式可能不同。此外，精神分裂癥無法通過生物學指標來診斷，而只能使用DSM（精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊）和ICD（國際疾病分類）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，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。事實上，由于機器學習的整合，人工智能可以分析從患者收集的數(shù)據(jù)并使用臨床模型對其進行處理，從而限制與手動數(shù)據(jù)計算相關(guān)的人為錯誤。

此外，人工智能是一種具有自我學習和自我優(yōu)化能力的技術(shù)：當補充新數(shù)據(jù)后，它可以產(chǎn)生越來越準確的算法，從而改善醫(yī)療預測。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分析患者的語言來檢測患者的疾病癥狀。事實上，這種疾病會影響患者的語言能力，導致語調(diào)或言語的變化。不幸的是，在治療精神分裂癥的過程中，患者可能會出現(xiàn)抑郁癥狀，而由于在疾病進展的早期階段未能識別出這些癥狀，因此抗抑郁治療常常被忽視。

幸運的是，事實證明，經(jīng)過多模態(tài)行為特征訓練并通過機器學習實現(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。通過語言分析，人工智能可以快速識別精神分裂癥患者的行為變化，從而為他們提供適當?shù)乃幬镏委煛?/span>

該圖說明了人工智能在精神分裂癥的診斷、治療和預后中的應用。

最后，人工智能還可用于創(chuàng)建個性化的藥物療法。通過收集患者數(shù)據(jù)和創(chuàng)建臨床模型，人工智能可以預測每位患者的個性化藥物劑量。此外，除了計算劑量之外，人工智能技術(shù)還可以識別影響代謝和藥物反應的關(guān)鍵因素，讓臨床醫(yī)生了解每個患者對治療的反應。因此，AI還能夠為患者制定個性化治療方案，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，人們已經(jīng)使用包括3D打印在內(nèi)的各種技術(shù)測試了治療精神分裂癥的新型人工智能增強方法。研究表明，最近的一項研究利用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（腦機接口）領(lǐng)域，可以解碼與小鼠大腦活動相關(guān)的神經(jīng)生理信號。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)測小鼠前額葉皮層的活動。

該研究的目的是分析神經(jīng)精神疾病治療對神經(jīng)活動的影響。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)的電生理生物標志物。研究結(jié)果表明，該裝置能有效監(jiān)測和調(diào)節(jié)健康和缺陷小鼠的大腦活動，為神經(jīng)精神疾病的個性化治療提供了新的工具。

研究表明，人工智能無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”，因此變得越來越高效，但當前基于人工智能的應用在應用于現(xiàn)實世界的臨床治療時仍存在缺陷。處理精神分裂癥等醫(yī)療數(shù)據(jù)時困難更大，因為其診斷標準彼此差別很大。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)來訓練和測試算法。

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，當前的問題將很快得到解決，并且它將在精神疾病治療中得到更廣泛的應用?？梢钥隙ǖ氖?，人機交互給醫(yī)療領(lǐng)域帶來了很多創(chuàng)新，未來值得研究。

編譯整理：3dnatives