研究人員發(fā)現了一種神經(jīng)信號，可以預測患有抑郁癥的人是否可能會(huì )從舍曲林(一種常用的抗抑郁藥)中受益。
研究結果發(fā)表在《 自然生物技術(shù)》上，表明新的機器學(xué)習技術(shù)可以識別人腦活動(dòng)中與有意義的臨床結果相關(guān)的復雜模式。該研究由美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)的國家精神衛生研究所(NIMH)資助。
“當今，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某些局限性的客觀(guān)測試。我們的發(fā)現令人興奮，因為它們反映了朝著(zhù)這一臨床目標取得的進(jìn)展，也表明了將復雜的數據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(shuō) 。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的首席執行官。
重度抑郁是最常見(jiàn)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(huì )經(jīng)歷許多特征，包括持續的悲傷情緒，絕望感，愉悅感和精力下降，但其他人可能只經(jīng)歷少數。有幾種基于證據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(gè)反復試驗的問(wèn)題。
先前的研究表明，通過(guò)靜息狀態(tài)腦電圖(EEG)來(lái)測量大腦活動(dòng)的特定組成部分，可以深入了解人們對某些療法的反應。但是，研究人員尚未開(kāi)發(fā)出可以區分抗抑郁藥反應和安慰劑反應的預測模型，也可以預測單個(gè)患者的預后。這兩個(gè)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 ，達拉斯的得克薩斯大學(xué)西南醫學(xué)中心精神病學(xué)教授，醫學(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(lái)構建高級預測模型。研究人員開(kāi)發(fā)了一種專(zhuān)門(mén)用于分析EEG數據的新型機器學(xué)習算法，稱(chēng)為SELSER(稀疏EEG潛伏SpacE回歸)。他們假設該算法可能能夠識別出抗抑郁治療反應的可靠可靠的神經(jīng)信號。
研究人員使用SELSER分析了NIMH資助的 臨床護理抗抑郁反應的建立主持人和生物特征(EMBARC)研究的數據，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應用于參與者的治療前腦電圖數據，檢查機器學(xué)習技術(shù)是否可以產(chǎn)生預測參與者治療后抑郁癥狀的模型。
SELSER能夠根據參與者睜開(kāi)眼睛時(shí)記錄的一種特定類(lèi)型的大腦信號(稱(chēng)為alpha波)可靠地預測患者對舍曲林的反應。這種基于EEG的模型優(yōu)于使用EEG數據或其他類(lèi)型的個(gè)人級別數據(例如癥狀嚴重性和人口統計學(xué)特征)的常規模型。使用幾種補充方法對獨立數據集進(jìn)行的分析表明，SELSER所做的預測可能會(huì )擴展到舍曲林反應以外的更廣泛的臨床結果。
在一個(gè)獨立的數據集中，研究人員發(fā)現，基于EEG的SELSER模型與那些對兩種或更多種藥物沒(méi)有反應的受試者相比，對至少一種抗抑郁藥顯示部分反應的受試者預示了更大的改善臨床結果。另一個(gè)獨立的數據集顯示，SELSER預測的受試者對舍曲林的改善幾乎沒(méi)有改善，他們更有可能對涉及一種稱(chēng)為經(jīng)顱磁刺激(結合心理療法)的特定類(lèi)型的非侵入性腦刺激的治療產(chǎn)生反應。
現在正在開(kāi)展工作，以進(jìn)一步在大型獨立樣本中復制這些發(fā)現，以確定SELSER作為診斷工具的價(jià)值。根據Etkin，Trivedi，Wu和同事的說(shuō)法，本研究強調了機器學(xué)習在推進(jìn)個(gè)性化抑郁癥治療方法方面的潛力。
“雖然在我們的研究結果準備用于常規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(shí)使得在短期內從研究到臨床實(shí)踐的轉化更加可能。我希望我們的發(fā)現是該領(lǐng)域對于機器學(xué)習和客觀(guān)測試的影響的轉折點(diǎn)。” Etkin總結道。