11 月 2 號(hào)，Alphabet 實(shí)驗(yàn)性的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室 X 詳細(xì)介紹了 Amber 項(xiàng)目，它旨在使腦電波像血糖一樣容易解釋?zhuān)蚤_(kāi)發(fā)針對(duì)抑郁和焦慮的客觀測(cè)量方法，并用于診斷和治療。

據(jù)美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院（U.S.National Institutes of Health）的數(shù)據(jù)，美國(guó)大約有 1730 萬(wàn)成年人至少有過(guò)一次嚴(yán)重的抑郁發(fā)作。此外，從 2016 年到 2017 年，有嚴(yán)重自殺傾向的美國(guó)成年人比例增加了 0.15%，比上一年增加了 46 萬(wàn)人。然而，抑郁癥有 1000 種可能的癥狀組合，在不同的人群中表現(xiàn)不同，診斷也比較困難。目前抑郁癥的診斷主要依賴(lài)臨床醫(yī)生與患者的交談或抑郁量表的測(cè)量，如 PHQ-9（抑郁癥自我評(píng)估量表）或 GAD-7（廣泛性焦慮量表）。

Amber 小組嘗試把機(jī)器學(xué)習(xí)與腦電圖技術(shù)相結(jié)合，以測(cè)量腦電活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)類(lèi)似游戲的活動(dòng)觀察大腦獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)的處理：與那些不沮喪的人相比，沮喪的人在比賽獲勝后大腦的獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制是被抑制的。 X 實(shí)驗(yàn)室并非第一個(gè)將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于腦電圖的閱讀。在 2019 年 4 月發(fā)表的一篇論文中，IBM 的研究人員聲稱(chēng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種算法可以對(duì)癲癇分類(lèi)，準(zhǔn)確率高達(dá) 98.4%。事實(shí)上，腦電圖已被廣泛用于研究吞咽、情緒分類(lèi)，以及心理狀態(tài)分類(lèi)、精神障礙診斷，如神經(jīng)源性疼痛和癲癇。

Amber 團(tuán)隊(duì)花了三年時(shí)間制造了一個(gè)低成本、便攜式、研究級(jí)的系統(tǒng)，使收集腦電數(shù)據(jù)變得更簡(jiǎn)單。他們研發(fā)的頭戴式設(shè)備可以像泳帽一樣滑動(dòng)，只需約三分鐘時(shí)間便可完成配置。該設(shè)備使用在 FZ、Cz 和 Pz（關(guān)鍵通道或電極）中線上的三個(gè)傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)大腦獎(jiǎng)勵(lì)和認(rèn)知功能。并且它有一個(gè)隨附的生物電放大器，可支持多達(dá) 32 個(gè)通道，通過(guò)將任務(wù)定時(shí)鎖定到腦電波測(cè)量的軟件、來(lái)收集靜息狀態(tài)的腦電波以及與事件相關(guān)電位波。

除頭戴式設(shè)備外，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(lái)減少腦電波中多余的噪聲。他們與 Alphabet 的深度學(xué)習(xí)研究實(shí)驗(yàn)室 DeepMind 合作，改編了無(wú)監(jiān)督表示學(xué)習(xí)中的方法，證明可以利用自編碼器的方法，對(duì)腦電波信號(hào)進(jìn)行降噪，而無(wú)需人工干預(yù) —— 自編碼器通過(guò)忽略噪聲來(lái)學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)集的表示形式。

此外團(tuán)隊(duì)證明了一個(gè)理念，即可以根據(jù)心理健康專(zhuān)家的訪談提取與心理健康相關(guān)的特征，這些特征可以用于預(yù)測(cè)臨床表征，例如重度抑郁癥和廣泛性焦慮癥。與以前的研究不同，Amber 團(tuán)隊(duì)聲稱(chēng)他們能夠針對(duì)單個(gè)參與者而不是一個(gè)群體進(jìn)行此操作。 “這些方法能夠從單個(gè)腦電試驗(yàn)中恢復(fù)可用的信號(hào)表征，”X 實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人 Obi Felten 在一篇博客中解釋道，“這意味著有可能從腦電生理學(xué)中獲得有用的臨床信息，而所需的數(shù)據(jù)樣本要比傳統(tǒng)研究實(shí)驗(yàn)室中少得多。一般來(lái)說(shuō)，研究實(shí)驗(yàn)室需要數(shù)百次實(shí)驗(yàn)。”

Amber 團(tuán)隊(duì)最終未能找到抑郁和焦慮的單一生物標(biāo)志物。然而，盡管仍有缺陷，他們還是在 GitHub 上發(fā)布了他們開(kāi)源開(kāi)發(fā)的硬件設(shè)計(jì)、可視化工具和刺激工具。 從 11 月 2 日早上起，該頭戴式設(shè)備以及軟件會(huì)隨佛羅里達(dá)州立大學(xué)的一項(xiàng)研究結(jié)果一起提供。此外，團(tuán)隊(duì)承諾不會(huì)在 Amber 的硬件上主張專(zhuān)利，并向 Sapien Labs 捐贈(zèng) 50 臺(tái)未使用的腦電波頭戴式設(shè)備，后者正在運(yùn)行 “人類(lèi)大腦多樣性計(jì)劃”，以支持低收入國(guó)家和弱勢(shì)群體的腦電波研究。

“我們希望腦電系統(tǒng)的開(kāi)源以及機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)布不僅對(duì)腦電研究專(zhuān)家有價(jià)值，而且在更廣泛的心理健康研究界發(fā)揮作用，他們之前可能因使用腦電圖的復(fù)雜性和成本而推遲其項(xiàng)目。”Felten 寫(xiě)道，“當(dāng)下，在以技術(shù)為基礎(chǔ)的心理健康測(cè)量工作的道路上存在著許多陷阱，還需要做更多的研究…… 要應(yīng)對(duì)當(dāng)今的挑戰(zhàn)，科學(xué)家、臨床醫(yī)生、技術(shù)人員、政策制定者和有經(jīng)驗(yàn)的個(gè)人之間將需要新的伙伴關(guān)系。” -End-

原文標(biāo)題：Alphabet旗下的Amber團(tuán)隊(duì)使用AI解釋腦電波以診斷抑郁癥

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