科學(xué)家用ML證明120年前爭議理論：精神分裂與癡呆癥存在相似之處

alex 2022-12-18 15:10:50 來源：量子位

Alex 發(fā)自 凹非寺

量子位 | 公眾號 QbitAI

精神分裂癥和癡呆癥對大腦功能的影響，竟然有許多相似之處！

最近一項研究利用機器學(xué)習(xí)首次發(fā)現(xiàn)，41%的精神分裂癥患者具有某種癡呆癥的癥狀。

這種疾病名為變異型額顳葉癡呆（簡稱bvFTD，不同于老年癡呆），是癡呆癥的一種，患者在早期會出現(xiàn)性情大變等癥狀。

要知道，多年以來，眾多研究者都認為，精神分裂癥和bvFTD截然不同。

甚至紛紛排隊“打臉”現(xiàn)代精神病學(xué)創(chuàng)始人埃米爾·克雷佩林（Emil Kraepelin）……

因為克雷佩林在120年曾創(chuàng)立了“早發(fā)性癡呆”（dementia praecox）這個術(shù)語，大意一種額顳葉疾病，用來指代那些越來越逃避現(xiàn)實、陷入不可逆轉(zhuǎn)的、類似癡呆癥狀的年輕人。

但他的表述邏輯有些難以捉摸，所以很多學(xué)者對此定義發(fā)出質(zhì)疑，覺得這并不能準(zhǔn)確地概括一類病人。

于是他們先后造出了“精神分裂癥”和“變異型額顳葉癡呆”等詞，來指代他們認為的不同群體。

而現(xiàn)在這項研究的結(jié)果則表示：克雷佩林很可能是對的，精神分裂癥和bvFTD聯(lián)系其實很緊密，甚至真的可以用一個術(shù)語來概括。

相關(guān)成果論文已登上了精神病學(xué)領(lǐng)域頂刊《美國醫(yī)學(xué)會雜志-精神病學(xué)》（JAMA Psychiatry）。

論文一作，Nikolaos Koutsouleris博士（咱們就叫他NK博士吧）說：“從我成為一名精神病學(xué)家起，我就想弄清楚這個問題。”

用機器學(xué)習(xí)對比精神分裂和癡呆癥

為了獲取足夠豐富的數(shù)據(jù)集，研究團隊收集數(shù)據(jù)的時間跨度還挺大：從1996年至2019年。

數(shù)據(jù)涉及歐洲多國和澳大利亞的眾多研究者的成果。

這些人中有來自伯明翰大學(xué)、墨爾本大學(xué)等高校的學(xué)者，也有來自國際前顳葉癡呆-遺傳學(xué)聯(lián)盟（IFGC）和心理健康中心等機構(gòu)組織的研究員。

而被試人數(shù)共計達到1870名，其中有828人是患者，而其余1042人都是健康的。

（這些患者包括：bvFTD患者、中晚期阿爾茨海默癥患者、輕度認知損傷或早期阿爾茨海默癥患者、精神分裂癥患者）

在2020年至2022年間，研究人員分析了這些收集到的數(shù)據(jù)，包括每個人大致身體情況，和他們的大腦MSI（磁共振）圖等。

他們主要用的分析方式就是機器學(xué)習(xí)：

研究者指出，可以將這些不同疾病的神經(jīng)生物學(xué)特征封裝到幾個數(shù)學(xué)模型中，然后就能方便分析這些錯綜復(fù)雜的系統(tǒng)。

由于他們在本實驗中主要探究的是4種患病群體，所以還用機器學(xué)習(xí)軟件NeuroMiner訓(xùn)練生成了4個診斷分類器。

此外，他們還從MRI的T1加權(quán)像中提取了大腦皮層的體積圖，用更專業(yè)的話來說，叫大腦灰質(zhì)體積圖。

灰質(zhì)是人腦的信息處理中心，能對外界的各種刺激做出反應(yīng)。

然后，研究人員根據(jù)年齡把被試們的數(shù)據(jù)分組，并將健康人和這幾種疾病患者的數(shù)據(jù)分別進行比較。

結(jié)果顯示，bvFTD和精神分裂癥特征所覆蓋的大部分區(qū)域都相似。

根據(jù)bvFTD分類器，精神分裂癥患者中超三分之一的同時患有bvFTD；而根據(jù)精神分裂癥分類器，在bvFTD患者中，竟有85%同時也患精神分裂癥。

他們還發(fā)現(xiàn)，這兩種疾病的關(guān)聯(lián)性顯著高于其他疾病。

也就是說，雖然都算癡呆癥，但是bvFTD和精神分裂癥有更多相像的地方，而老年癡呆癥則和這二者有明顯的不同。

結(jié)果表明：克雷佩林很可能是對的

這些新發(fā)現(xiàn)，一方面在一定程度上解釋了NK博士之前的困惑：

為啥同樣都是精神分裂癥病人，但人與人之間的治療效果咋差距這么大啊？

此前他遇到了一位23歲的患者，不過按照現(xiàn)有方案治療了2年之后，這位年輕人的認知缺陷等癥狀幾乎沒有得到絲毫改善，這在精神分裂癥治療領(lǐng)域不太正常。

因為目前主流觀點認為，精神分裂癥雖然很難完全治愈，但卻是可以被改善和控制的。

而且另一位患此病的年輕人，最初情況也很糟糕，但后來幾乎恢復(fù)了正常。人家甚至繼續(xù)了學(xué)業(yè)，并找到了女朋友。

現(xiàn)在，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果中：“精神分裂癥患者中超1/3的同時患有bvFTD”，所以那位沒怎么見效的患者，很可能同時得了bvFTD，但之前沒被診斷出來。

另一方面，這些結(jié)果也表示，精神病學(xué)創(chuàng)始人克雷佩林提出的“早發(fā)性癡呆”或許并沒有什么問題。

具體而言，在19世紀(jì)末，克雷佩林創(chuàng)造了這個詞，用來指代那些越來越逃避現(xiàn)實、陷入不可逆轉(zhuǎn)的、類似癡呆癥狀的年輕人。

△克雷佩林

后來發(fā)生的事情前文也講到了：這個說法并沒得到廣泛認可，專家學(xué)者們開始用“精神分裂癥”來描述這些年輕患者。

還專門另外造出bvFTD這個概念，來形容難以控制自己行為的群體。

不過話說回來，研究人員在論文中也指出：

關(guān)于這兩種病的具體聯(lián)系，還需進一步的跨診斷調(diào)查，以確定這兩種病神經(jīng)解剖界面的共同病理生理過程。

另外，值得一提的是，機器學(xué)習(xí)在本研究中功不可沒。

事實上，人工智能已經(jīng)在助力醫(yī)療領(lǐng)域的多維發(fā)展，包括但不限于快速分析患者大數(shù)據(jù)、輔助醫(yī)生做臨床診斷等。

AI For Science正在發(fā)生。

論文地址：
https://jamanetwork.com/journals/jamapsychiatry/fullarticle/2794930
參考鏈接：
[1]https://scitechdaily.com/could-a-refuted-120-year-old-theory-actually-be-true-similarity-between-dementia-and-schizophrenia-discovered/
[2]https://alzheimer.ca/en/about-dementia/what-alzheimers-disease/difference-between-alzheimers-disease-other-dementias