研究人員發(fā)現(xiàn)了一種神經(jīng)信號，可以預(yù)測患有抑郁癥的人是否可能會從舍曲林(一種常用的抗抑郁藥)中受益。
研究結(jié)果發(fā)表在《 自然生物技術(shù)》上，表明新的機器學(xué)習(xí)技術(shù)可以識別人腦活動中與有意義的臨床結(jié)果相關(guān)的復(fù)雜模式。該研究由美國國立衛(wèi)生研究院(National Institutes of Health)的國家精神衛(wèi)生研究所(NIMH)資助。
“當(dāng)今，精神病學(xué)非常需要能夠為治療提供信息并超越我們診斷系統(tǒng)某些局限性的客觀測試。我們的發(fā)現(xiàn)令人興奮，因為它們反映了朝著這一臨床目標(biāo)取得的進(jìn)展，也表明了將復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析方法引入精神病學(xué)的潛力。”資深作者Amit Etkin博士解釋說 。是斯坦福大學(xué)精神病學(xué)和行為科學(xué)教授，也是加利福尼亞洛斯阿爾托斯市Alto Neuroscience的首席執(zhí)行官。
重度抑郁是最常見的精神障礙之一， 2017年影響了約7%的成年人，但所經(jīng)歷的癥狀因人而異。盡管有些人可能會經(jīng)歷許多特征，包括持續(xù)的悲傷情緒，絕望感，愉悅感和精力下降，但其他人可能只經(jīng)歷少數(shù)。有幾種基于證據(jù)的治療抑郁癥的方法，但是確定哪種治療方法最適合特定的人可能是一個反復(fù)試驗的問題。
先前的研究表明，通過靜息狀態(tài)腦電圖(EEG)來測量大腦活動的特定組成部分，可以深入了解人們對某些療法的反應(yīng)。但是，研究人員尚未開發(fā)出可以區(qū)分抗抑郁藥反應(yīng)和安慰劑反應(yīng)的預(yù)測模型，也可以預(yù)測單個患者的預(yù)后。這兩個功能對于神經(jīng)簽名具有臨床相關(guān)性都是必不可少的。
埃特金(Etkin)，共同作者 ，達(dá)拉斯的得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心精神病學(xué)教授，醫(yī)學(xué)博士Madhukar H. Trivedi以及加利福尼亞斯坦福大學(xué)的講師魏武博士都是第一作者。從神經(jīng)科學(xué)，臨床科學(xué)和生物工程學(xué)來構(gòu)建高級預(yù)測模型。研究人員開發(fā)了一種專門用于分析EEG數(shù)據(jù)的新型機器學(xué)習(xí)算法，稱為SELSER(稀疏EEG潛伏SpacE回歸)。他們假設(shè)該算法可能能夠識別出抗抑郁治療反應(yīng)的可靠可靠的神經(jīng)信號。
研究人員使用SELSER分析了NIMH資助的 臨床護(hù)理抗抑郁反應(yīng)的建立主持人和生物特征(EMBARC)研究的數(shù)據(jù)，該研究是抗抑郁藥物舍曲林(一種廣泛使用的選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑(SSRI))的大型隨機臨床試驗。作為研究的一部分，抑郁癥參與者被隨機分配接受舍曲林或安慰劑治療八周。研究人員將SELSER應(yīng)用于參與者的治療前腦電圖數(shù)據(jù)，檢查機器學(xué)習(xí)技術(shù)是否可以產(chǎn)生預(yù)測參與者治療后抑郁癥狀的模型。
SELSER能夠根據(jù)參與者睜開眼睛時記錄的一種特定類型的大腦信號(稱為alpha波)可靠地預(yù)測患者對舍曲林的反應(yīng)。這種基于EEG的模型優(yōu)于使用EEG數(shù)據(jù)或其他類型的個人級別數(shù)據(jù)(例如癥狀嚴(yán)重性和人口統(tǒng)計學(xué)特征)的常規(guī)模型。使用幾種補充方法對獨立數(shù)據(jù)集進(jìn)行的分析表明，SELSER所做的預(yù)測可能會擴展到舍曲林反應(yīng)以外的更廣泛的臨床結(jié)果。
在一個獨立的數(shù)據(jù)集中，研究人員發(fā)現(xiàn)，基于EEG的SELSER模型與那些對兩種或更多種藥物沒有反應(yīng)的受試者相比，對至少一種抗抑郁藥顯示部分反應(yīng)的受試者預(yù)示了更大的改善臨床結(jié)果。另一個獨立的數(shù)據(jù)集顯示，SELSER預(yù)測的受試者對舍曲林的改善幾乎沒有改善，他們更有可能對涉及一種稱為經(jīng)顱磁刺激(結(jié)合心理療法)的特定類型的非侵入性腦刺激的治療產(chǎn)生反應(yīng)。
現(xiàn)在正在開展工作，以進(jìn)一步在大型獨立樣本中復(fù)制這些發(fā)現(xiàn)，以確定SELSER作為診斷工具的價值。根據(jù)Etkin，Trivedi，Wu和同事的說法，本研究強調(diào)了機器學(xué)習(xí)在推進(jìn)個性化抑郁癥治療方法方面的潛力。
“雖然在我們的研究結(jié)果準(zhǔn)備用于常規(guī)臨床用途之前還需要進(jìn)行大量工作，但是腦電圖是一種低成本且易于使用的工具這一事實使得在短期內(nèi)從研究到臨床實踐的轉(zhuǎn)化更加可能。我希望我們的發(fā)現(xiàn)是該領(lǐng)域?qū)τ跈C器學(xué)習(xí)和客觀測試的影響的轉(zhuǎn)折點。” Etkin總結(jié)道。