在一項人類試點研究中，來自明尼蘇達大學醫學院和麻省總醫院的研究人員表明，通過結合人工智能和有針對性的腦電刺激，有可能改善與自我控制和心理靈活性有關的特定人類大腦功能。
明尼蘇達大學醫學精神病學助理教授、成癮問題醫學發現小組成員Alik Widge博士是發表在《自然-生物醫學工程》上的這項研究的資深作者。這些發現來自於麻省總醫院對12名接受腦部手術治療癲癇的患者進行的一項人體研究–該手術在整個大腦中放置了數百個微小的電極，以記錄其活動並確定癲癇發作的源頭。
在這項研究中，Widge與麻省總醫院的Sydney Cash博士（癲癇研究專家）和Darin Dougherty博士（臨床腦刺激專家）合作。他們一起確定了一個大腦區域–內囊–在受到少量電能刺激時，能改善患者的精神功能。大腦的這一部分負責認知控制–從一種思維模式或行為轉移到另一種思維模式或行為的過程，這在大多數精神疾病中是受損的。
“一個例子可能包括一個抑鬱症患者，他只是無法擺脫’卡住’的消極思想。因為它是精神疾病的核心，找到一種改善它的方法可能是治療這些疾病的一個強大的新方法，”Widge說。
該團隊開發了算法，因此在刺激之後，他們可以從病人的行動和直接從他們的大腦活動中跟蹤他們的認知控制能力。只要病人在認知控制的實驗室測試中表現不佳，控制器方法就會提供刺激。
“這個系統可以讀取大腦活動，當病人遇到困難時對其進行’解碼’，並對大腦進行小範圍的電刺激，以促進他們克服困難，”Widge說。“我經常使用的比喻是一輛電動自行車。當有人蹬車但有困難時，自行車會感應到它並增強它。我們已經為人類的心理功能做了相當於這樣的事情。”
該研究首次表明：
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一個與精神疾病有關的特定人類心理功能可以通過精確的定向電刺激得到可靠的增強。
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內囊大腦結構中有一些特定的子部分，對認知能力的提高特別有效；
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用作控制器的閉環算法的效果是隨機時間刺激的兩倍。
一些病人除了癲癇外還有嚴重的焦慮。當給予認知增強型刺激時，他們報告說他們的焦慮得到了改善，因為他們更容易從痛苦情緒中走出來，專註於他們想要的東西。Widge說，這表明這種方法可用於治療嚴重的、對藥物有抵抗力的焦慮症、抑鬱症或其他疾病的患者。
“這可能是治療精神疾病的一種全新的方法。我們可以給病人一個工具，讓他們控制自己的思想，而不是試圖壓制癥狀，”Widge說。“我們可以讓他們回到駕駛座上，讓他們感受到一種新的代理感。”
研究小組現在正準備進行臨床試驗。因為改善認知控制的目標已經被美國食品和藥物管理局批准用於腦深部電刺激，Widge說這項研究可以用現有的工具和設備來完成（一旦試驗被正式批准）。而且這種護理對當前醫療實踐的轉化可能會很快。
“這些發現的美妙之處在於，我們現在有條件進行臨床試驗，以進一步證明有效性，然後希望能轉而幫助那些急需額外干預措施來治療他們的疾病的耐葯患者，”Dougherty說。