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現(xiàn)在還沒(méi)有針對(duì)阿茲海默氏癥（老年癡呆）的標(biāo)準(zhǔn)臨床測(cè)試手段，所以醫(yī)生們通常是通過(guò)對(duì)病人進(jìn)行認(rèn)知測(cè)試測(cè)試他們認(rèn)知減退的程度來(lái)診斷這個(gè)疾病的。但是對(duì)于輕度認(rèn)知障礙（MCI）的患者來(lái)說(shuō)，這種診斷策略很難奏效。臨床上癡呆的早期癥狀很不明顯，而預(yù)測(cè)輕度認(rèn)知障礙的患者什么時(shí)候會(huì)發(fā)展成阿茲海默氏癥（并不是所有疾病都會(huì)這樣發(fā)展的）。

所以研究者想要將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用到這項(xiàng)挑戰(zhàn)中就不奇怪了。弗吉尼亞州喬治梅森大學(xué)的心理學(xué)教授Pamela Greenwood說(shuō)，“有些測(cè)試很喜歡告訴你：‘這個(gè)人會(huì)得阿茲海默氏癥，那個(gè)人不會(huì)?！?/p>

最近，哈佛大學(xué)、麻省綜合醫(yī)院和中國(guó)華中科技大學(xué)的一群研究者設(shè)計(jì)了一種綜合了功能性磁共振成像（fMRI）腦部掃描和許多臨床數(shù)據(jù)的用來(lái)預(yù)測(cè)阿茲海默氏癥的程序。五月的時(shí)候他們首次在馬來(lái)西亞吉隆坡舉辦的IEEE國(guó)際交流會(huì)議（IEEE International Conference on Communications）上公開(kāi)發(fā)布了這項(xiàng)研究的成果。

“我們想要在疾病非常早期的階段就發(fā)現(xiàn)它的存在，”麻省綜合醫(yī)院臨床資料管理中心的研究員李全政教授（QuanZheng,Li）表示，“很多人想用傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法來(lái)做這件事，但是結(jié)果并不好，因?yàn)檫@個(gè)問(wèn)題確實(shí)很難解決。”

在開(kāi)始測(cè)試后，他們表示將他們的深度學(xué)習(xí)程序的結(jié)果和一個(gè)特定的fMRI數(shù)據(jù)庫(kù)資料組配對(duì)時(shí)，會(huì)比使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和診斷方法方法的結(jié)果提高20%的精確度。但是當(dāng)這些傳統(tǒng)的分類方法使用這種特殊的數(shù)據(jù)組后，它們的準(zhǔn)確率也獲得了相似程度的提升。

愛(ài)丁堡大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師Javier Escudero表示這說(shuō)明新的診斷程序相比舊的的優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有想象中那么大，可能只是數(shù)據(jù)更優(yōu)化的結(jié)果。

如果事實(shí)真是這樣的話，那其他想要將深度學(xué)習(xí)應(yīng)用到診斷阿茲海默癥的專家們可能就會(huì)更仔細(xì)的審視一下自己用來(lái)進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)了。這項(xiàng)最新的研究成果：可以顯示大腦各區(qū)域之間的關(guān)系的fMRI掃描比提供了比之前那些只是記錄各種數(shù)值的掃描更細(xì)膩的視野。

到目前為止，哈佛領(lǐng)導(dǎo)的這個(gè)小組正在試圖通過(guò)結(jié)合fMRI掃描和深度學(xué)習(xí)來(lái)預(yù)測(cè)MCI病人有多大可能會(huì)發(fā)展成阿茲海默氏癥患者。使用fMRI是因?yàn)檫@種儀器能顯示被檢測(cè)者腦部的電信號(hào)活動(dòng)和大腦不同區(qū)域連接起來(lái)的方式。

描述這種不同區(qū)域的連接的術(shù)語(yǔ)叫“功能連接（functional connectivity）”，在病人患上MCI后這種連接的樣式會(huì)發(fā)生改變，這是因?yàn)樾盘?hào)的傳播依賴著對(duì)神經(jīng)元的氧氣供給，但是在阿茲海默氏癥患者神經(jīng)元中積累的蛋白質(zhì)幾乎斷絕了氧氣的供應(yīng)，造成大腦區(qū)域的萎縮。

這些研究者想知道他們能否從這種功能連接的變化中預(yù)測(cè)阿茲海默氏癥的發(fā)作。他們從對(duì)93個(gè)MCI患者和101個(gè)普通患者的神經(jīng)影像數(shù)據(jù)的分析開(kāi)始。用從這些參與者的大腦中90個(gè)區(qū)域中測(cè)得的以時(shí)間序列為基礎(chǔ)的130個(gè)fMRI測(cè)試數(shù)據(jù)，這些研究者能夠發(fā)現(xiàn)在某段時(shí)間內(nèi)神經(jīng)信號(hào)是如何傳播的。

接下來(lái)的一步相當(dāng)重要，研究者將這些數(shù)據(jù)組處理得到了一組用來(lái)描述大腦內(nèi)這些區(qū)域間信號(hào)連接強(qiáng)度的次級(jí)數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，他們創(chuàng)建了一份“功能連接”地圖來(lái)顯示哪些區(qū)域和信號(hào)是互相關(guān)聯(lián)的最緊密的。

最后，團(tuán)隊(duì)建立了一個(gè)可以用來(lái)解釋這些“地圖”的深度學(xué)習(xí)程序，把這些與年齡、性別、遺傳風(fēng)險(xiǎn)因素等臨床數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，來(lái)預(yù)測(cè)一個(gè)人有沒(méi)有可能患上阿茲海默氏癥。

李全政說(shuō)研究結(jié)果的效果已經(jīng)幾乎精確到可以臨床應(yīng)用了，“當(dāng)這種方法的精確度達(dá)到90%，它就很有用了”。她說(shuō)，“我們的精確度還沒(méi)有那么高，但也已經(jīng)很接近了。”

即使是之前通過(guò)檢測(cè)腦脊液中蛋白質(zhì)容量是否過(guò)剩的用來(lái)預(yù)測(cè)MCI患者是否會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闉榘⑵澓Ｄ习Y的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)也只有大約65%的準(zhǔn)確率。這意味著有些真正的患者沒(méi)能被確診，而有些則在無(wú)謂的擔(dān)心其實(shí)并不會(huì)發(fā)生的疾病惡化。

但是在仔細(xì)過(guò)了一遍哈佛這個(gè)團(tuán)隊(duì)的研究的設(shè)計(jì)概要之后，在北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校從事類似研究的認(rèn)知計(jì)算科學(xué)家沈定剛（Dinggang Shen）表示了懷疑。

“沒(méi)有任何人在這個(gè)領(lǐng)域能達(dá)到80%或者90%的準(zhǔn)確度”，他說(shuō)，“基于這樣的研究，達(dá)到這種程度是不可能的”（概覽的作者們承認(rèn)他們給沈的早期草稿里有一些打字錯(cuò)誤，但堅(jiān)持聲稱這個(gè)精確度是沒(méi)錯(cuò)的）。

研究結(jié)果顯示他們?cè)谥皇褂胒MRI數(shù)據(jù)，而沒(méi)有使用功能連接地圖的時(shí)候的精確度就已經(jīng)比其他相關(guān)領(lǐng)域研究者的測(cè)試結(jié)果提高了幾乎20%，不過(guò)，那些傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法在結(jié)合了功能連接地圖的數(shù)據(jù)之后準(zhǔn)確度也提升了大概16%。

Escudero說(shuō)，這就是說(shuō)這些使用功能連接地圖或者互相連接的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)判斷阿茲海默氏癥發(fā)病概率的程序會(huì)比之前那些只是測(cè)量大腦信號(hào)讀數(shù)的方法要準(zhǔn)確很多，“看來(lái)對(duì)結(jié)果準(zhǔn)確度提升最大的就是對(duì)功能連接數(shù)據(jù)的使用了?！?/p>

這項(xiàng)最新的實(shí)驗(yàn)是最近廣泛出現(xiàn)的在臨床上應(yīng)用深度學(xué)習(xí)或人工智能幫助醫(yī)生做出復(fù)雜決定的嘗試的一部分。而其中最著名的或許就是IBM的Watson嘗試要幫助醫(yī)生面對(duì)堆積如山的醫(yī)療記錄和研究文獻(xiàn)。

喬治梅森大學(xué)的GreenWood提出了一項(xiàng)重要的觀點(diǎn)，告訴了我們因?yàn)楝F(xiàn)在還沒(méi)有治療阿茲海默氏癥的療法，因此任何針對(duì)這種病的類似的預(yù)測(cè)手段的作用都是有限的。這項(xiàng)技術(shù)也還需要經(jīng)過(guò)同行審議和非常非常多的測(cè)試，才能真正實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用。

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