陳根:數位技術和人工智慧,讓心理健康現代化?

2020-10-18 陳述根本

/陳根

受益於計算機技術的快速發展,人工智慧已廣泛地滲透和應用於諸多垂直領域,切入不同場景和應用疫情無疑為人工智慧的發展打開了新的窗口,開闢了豐富的實踐場從傳統製造業的數位化轉型到線上教育、雲辦公興起;在醫療方面,人工智慧落地圖像識別,提升了醫療效率。可以說,一個泛在智能的世界加速成為現實
在這樣的背景下,一個數字的世界被全面建構。人工智慧除了在我們所熟悉的社會生活發揮著高效便捷的作用,更在一些小眾卻必要的領域具有無可比擬的優勢和潛力,比如精神疾病的診斷

  

精神疾病診斷的困境與出路
我國目前嚴重精神障礙患者約有1600萬。WHO預測,到2020年抑鬱症將會成為危害人類健康的第2大類疾病。但約30%的患者對抗抑鬱藥物無反應,在有反應人群中只有1/3的患者獲得臨床緩解。
目前精神疾病的診斷依據主要是國際疾病分類、精神障礙診斷與統計手冊,需要有經驗的醫生依據調查問卷和自己的經驗進行判斷
由於血液檢測查不出抑鬱症,腦部掃描也沒法提前檢查出焦慮症,活組織檢查更不可能診斷出自殺的念頭所以,就算精神病學家擔心新冠肺炎疫情會對人們的精神健康造成嚴重影響,也沒有簡單方法來檢測這一點。
在醫學領域中,沒有任何可靠的生物標記可以用來診斷精神疾病。精神病學家們想找出發現思想消極的捷徑卻總是得不到結果,這使許多精神病學的發展停滯不前。這就讓精神疾病的診斷變得緩慢、困難並且主觀,阻止了研究人員理解各種精神疾病的真正本質和原因,也研究不出更好的治療方法。
但這樣的困境並不絕對。事實上,精神科醫生診斷所依據的患者語言給精神病的診斷突破提供了重要的線索。
1908年,瑞士精神病學家歐根·布盧勒宣布了他和同事們正在研究的一種疾病的名稱:精神分裂症。他注意到這種疾病的症狀是如何「在語言中表現出來的」但是他補充說,「這種異常不在於語言本身,而在於它表達的東西。」
布盧勒是最早關注精神分裂症「陰性」症狀的學者之一,也就是健康的人身上不會出現的症狀。這些症狀不如所謂的「陽性」症狀那麼明顯,陽性症狀表明出現了額外的症狀,比如幻覺。最常見的負面症狀之一是口吃或語言障礙患者會儘量少說,經常使用模糊的、重複的、刻板的短語。這就是精神病學家所說的低語義密度。
低語義密度是患者可能患有精神病風險的一個警示信號。有些研究項目表明,患有精神病的高風險人群一般很少使用「我的」、「他的」或「我們的」等所有格代詞基於此,研究人員把對於精神疾病的診斷突破轉向了機器對語義的識別。

研究表明,2016年全球約有23.4億人使用數字媒體,預計到2020年將進一步增加到29.5億。根據中國網際網路信息中心(CNNIC)第45次發布《中國網際網路發展狀況統計報告》截至今年3月,我國網民規模達9.04這意味著,無處不在的智慧型手機和社交媒體讓人們的語言從未像現在這樣容易被記錄、數位化和分析。

  

通過行動裝置所獲得的大量與健康相關的數據的價值可能遠超過如體檢、實驗室檢查和影像學檢查等一些傳統定義疾病表型的方法,對疾病的診斷和評估具有更高的價值事實上,已經有越來越多的研究人員開始篩選人們產生的數據來尋找抑鬱、焦慮、雙相情感障礙和其他綜合症的跡象——從我們的語言選擇、我們的睡眠模式到我們給朋友打電話的頻率,這些數據與對這些數據的分析,就被稱為數據表型
通過數字表型,個體與數字科學的結合影響著從診斷、治療到慢性病管理的疾病整個譜系。在精神病學領域引進數字表型,能夠更密切和持續地測量患者日常生活中的各種生物特徵信息,如情緒、活動、心率和睡眠且,數字表型可以將這些信息與臨床症狀聯繫起來,從而改善臨床實踐。
 
從疾病預測倒方案評估
相較於傳統精神病學只能依賴於個別精神病學家的技能、經驗和意見診斷來說,以人工智慧為依託的數據表型無疑具有無可比擬的優勢和潛力,包括疾病預測、疾病持續的評估監測、疾病治療方案評估。
首先,在疾病預測方面,數字表型方面最先進的應用可能是預測雙相情感障礙患者的行為。通過研究人們的手機,精神病學家已經能夠捕捉到事件發生前的微妙跡象。當雙相患者情緒低落時,他們手機上的GPS傳感器會顯示他們不太活躍。他們接電話的次數變少,打出去的電話也變少,而且看屏幕的時間也會變長。相比之下,在躁狂階段到來之前,他們走動得更多,發的簡訊更多,打電話的時間也更長。
一項探索性的研究發現,與正常對照的Twitter用戶相比,患有精神分裂症的Twitter用戶發布的有關抑鬱和焦慮的推文頻率更高,這與線下觀察到的精神分裂症患者的臨床症狀相符合。研究還發現,社交和娛樂應用越多,壓力和激惹性情緒就越低。這提示著,利用網絡平臺提供精神疾病症狀相關的數字表型,可以為疾病的預測和管理提供新的途徑。
另外,針對沒有精神疾病的普通人,人機互動的信息也可為情緒預測提供幫助。在另一項研究中,研究人員使用智慧型手機傳感器預測32名健康受試者為期2個月的情緒變化,研究分析了通話的數量及時長、簡訊及電子郵件的數量、應用程式的使用數量及模式、瀏覽器的歷史連結及位置變化的信息,預測情緒變化的準確率為66%,採用個性化預測模型後其預測準確度可提高到93%
其次,很多研究已經證實,持續性的監測比零星的臨床訪談評估可以為疾病提供更有用的信號。但目前針對精神疾病的評估存在許多局限性。首先,這些評估方法是非生態性的,通常需要被試者脫離日常生活行為來完成特定的評估任務;其次,評估存在偶發性,包括評估地點及評估人員在內的限制性資源使得這些方法的可拓展性很差;最後,這些方法容易受到回憶錯誤及主觀偏見的影響。
數據表型則提供了持續性的評估監測機制,使用隨身攜帶的電子設備獲得有關患者行為、認知或經歷上發生變化的信息。這將給醫生帶來更多時間來防治那些風險最高的患者,或許還能更密切地觀察他們,甚至嘗試治療以減少精神病發作的機率。

  

最後,對於疾病治療方案的評估,從可穿戴設備、行動裝置、社交媒體等獲得的數據中收集到的治療效果信息是對傳統療效評估的重要補充。個神經內科在線跟蹤疾病社區成員的數字表型的案例研究證實,鋰鹽在減緩肌萎縮側索硬化症患者的疾病進展方面缺乏有效性這些發現後來被複製到幾個更慢、更昂貴的隨機對照試驗中。通過在線跟蹤精神疾病社區成員的數字表型,來評估治療方案對患者的療效,有利於治療方案的調整及個體化治療方案的制定
 
數據表型不可迴避之挑戰
儘管相較於傳統的診斷方法,數字表型存在生態性、持續監測、與現實世界的需求相平行、易於推廣等優勢,但其應用依舊面臨挑戰
首先,把醫療信息上傳到應用程式,對患者和臨床工作者都有潛在風險。其中的一個問題是,這些醫療信息會被第三方獲得
理論上,隱私法應該阻止精神健康數據的傳播。美國已經實施了24年的HIPAA法規規範了醫療數據的共享,而歐洲的數據保護法案GDPR理論上也應該阻止這種行為。但監控機構「國際隱私組織(Privacy International)」2019年的一份報告發現,在法國、德國和英國,有關抑鬱症的熱門網站將用戶數據洩露給了廣告商、數據經紀人和大型科技公司,而一些提供抑鬱症測試的網站也將答案和測試結果洩露給了第三方。
其次,一些倫理學家擔心,數字表型模糊了什麼可以作為醫療數據分類、管理和保護的界限。如果日常生活的細節是我們精神健康留下的線索,那麼人們「數位化日常」就可以像機密醫療記錄中的信息一樣,告訴別人精神狀態比如,我們選擇使用的詞彙,我們對簡訊和電話的反應有多快,我們刷帖子的頻率有多高,我們點讚了哪些帖子。我們幾乎不可能在這些信息中隱藏自己。
史丹福大學的倫理學家尼科爾·馬丁內斯·馬丁說:「這項技術已經把我們推到了保護某些類型信息的傳統模式之外。當所有數據都可能是健康數據時,那麼健康信息例外論是否還有意義等相關問題就會大量湧現

  

最後,通過智慧型手機可穿戴設備獲得的數字表型必須證明其在臨床有效性方面的價值。數據所帶來的決策改善及效率的提高是否對降低發病率、復發率及死亡率有所幫助目前仍無法明確。很少有醫學領域可以單獨通過監測來提供更好的臨床結果。並且目前現有的一些在預測情緒方面的研究大多是在實驗室實驗設置下或人工環境下對沒有精神障礙的學生或普通人進行的研究被分析的人數有限,且研究時限較短。
綜上,儘管數字表型分析具有揭示人類本質的巨大潛力,但目前數字表型依舊面臨隱私方面的風險和診療的不確定性。因此,科學和個人層面減少危害和增加數字表型效益將是數字表型推廣的先決條件。
當然,數字表型代表了在心理學和醫學的許多領域實施心理診斷的新的有力工具。基於社交媒體、智慧型手機和其他物聯網來源的數字足跡的人工智慧分析可用於精神疾病的診斷與精準治療,這也是人工智慧相較於傳統精神疾病診斷的無可比擬的優勢和潛力所在。

相關焦點

  • 陳根:《科學美國人》盤點十大新興技術,技術之變生活之興
    文/陳根《科學美國人》月刊網站11月10日刊發文章盤點了2020年十大新興技術,而獲得其認可的技術將具有推動社會和經濟進步的潛力,在有新意之外且可能會在未來三到五年內產生重大影響。這十大新興技術從科技到醫療,從環境到生活,覆蓋範圍極大。
  • 陳根:人工智慧診斷疾病出新招,打字方式可追蹤神經病變
    文/陳根人工智慧在診斷上的應用前景被醫療行業看好,一種被稱為數據表型的疾病診斷法就顛覆了傳統定義的精神疾病診斷法。數據表型從人們的語言選擇、人們的睡眠模式到給朋友打電話的頻率,對數據進行。通過數字表型,個體與數字科學的結合影響著從診斷、治療到慢性病管理的疾病整個譜系。在精神病學領域引進數字表型,能夠更密切和持續地測量患者日常生活中的各種生物特徵信息,如情緒、活動、心率和睡眠,並將這些信息與臨床症狀聯繫起來,從而改善臨床實踐。
  • 陳根:人工智慧相逢世紀醫學難題,終迎突破
    文/陳根蛋白質是生命的基石,幾乎支持著人體的所有功能。同時,蛋白質又是大型複雜分子,由胺基酸鏈組成,蛋白質的作用很大程度上取決於其獨特的三維結構。準確預測蛋白質三位結構對生命科學和醫學無疑是一個巨大的福音,這意味著大大加快人們對細胞組成部分的理解,並使人們能夠更快、更先進地發現藥物。然而,預測蛋白質三位結構的「蛋白質摺疊問題」卻並不簡單,一個主要的挑戰是,蛋白質在形成最終的三維結構之前,理論上可以摺疊的方式數量是天文數字。
  • 陳根:人工智慧相逢世紀醫學難題,終迎突破
    文/陳根蛋白質是生命的基石,幾乎支持著人體的所有功能。同時,蛋白質又是大型複雜分子,由胺基酸鏈組成,蛋白質的作用很大程度上取決於其獨特的三維結構。準確預測蛋白質三位結構對生命科學和醫學無疑是一個巨大的福音,這意味著大大加快人們對細胞組成部分的理解,並使人們能夠更快、更先進地發現藥物。
  • 陳根:數字原生代,一天上網7小時
    文/陳根 高度發達的網際網路技術帶來了越來越多的數字裝置,智慧型手機、平板電腦、智能手錶等各種數字設備,越來越多地進入人們的生活,將人們推入一個從未有過的信息繁盛時代。如今,一個青年人的大腦所接收到的信息和過去早已不同,而觸網年紀,還在不斷幼齡化。
  • 陳根:怎麼擺脫人工智慧下的人工智障?
    文/陳根人工神經網絡是人工智慧深度學習算法的基礎結構,大致模仿人類大腦的物理結構。舉個簡單的例子,如果你使用貓和狗的樣本圖像訓練神經網絡,它將能夠告訴你新圖像是否包含貓或狗。例如,2018年英國大都會警察局用來檢測和標記虐待兒童圖片的人工智慧軟體就錯誤地將沙丘圖片標記為裸體。
  • 「變啦健康減脂技術」開啟AI數字健康管理新時代
    據了解,「變啦健康減脂技術」基於「脂老虎健康減脂技術」發展而來,是衛健科技潛心研發的新一代減脂技術,得益於公司對網際網路、大數據的人工智慧相關的技術成熟,讓科技和健康管理產生了更緊密的聯繫。繼提出「數字健康管理」、「減脂才是真減肥」等諸多指導性理念之後,衛健科技成功地將「大數據」和「人工智慧」利用到「變啦健康減脂技術」當中,這也讓「變啦健康減脂技術」成為當前健康管理領域內首屈一指的數字健康管理系統,以全新的AI技術引領了健康管理模式的升級,開啟了智能數字健康管理的新時代。
  • 數字健康150:數字健康初創公司重新定義醫療行業
    最有前途的150家私營數字醫療初創公司根據CB Insights的行業分析師共識,CB Insights的第一個年度數字健康150家初創企業是150家最有希望在5T+美元的醫療行業中創造創新產品和服務的私營公司。
  • 陳根:當數據成為一種資產,持有者誰?
    文/陳根伴隨著5G技術的發展,數據的基礎性戰略資源屬性進一步突顯。因為這會直接關係到對這個產業發展和性質的判斷,而數據密集型產業的技術含量會越來越高。而關於數據的確權,毫無疑問會成為中國人工智慧發展,以及數字經濟發展的重要影響因素。
  • 陳根:複製人類同理心,機器人怎麼理解機器人?
    文/陳根同理心是人類的一種特殊心理狀態,是設身處地地對他人的情緒和情感的認知性的覺知、把握與理解,也是指人們將心比心,心理換位的能力。顯然,這種能力除了幫助我們認識他人和理解他人外,也給我們提供了預測他人行為的可能,這意味著,人們能夠更好地合作。
  • 陳根:從人工智慧到群體智慧,人機協作之未來
    從人工智慧到群體智慧當然,基於群體智能的算法能夠在智能製造、智能城市、智能農業和智能醫療等方面發揮出群體智能的潛力,但要做到將人類聚集在一起並且發揮「群體智能」,設計出能夠與人類團隊良好融合的技術,卻可能會面對巨大的困難
  • 「變啦健康減脂技術」掀起數字健康管理新浪潮
    會上頻頻亮相的各類「黑科技」讓人們感受到了科技和數據的魅力。衛健科技攜旗下核心產品「變啦」智慧大健康平臺成為本次大會的「網紅」。「刷臉就可以知道自己關於肥胖的21項身體數據」——這就是在數博會上「小衛」給人的最直觀的強大功能。
  • 陳根:人工智慧的人工突觸,可像人一樣處理問題?
    文/陳根人工智慧是關於人腦的科學和科技。事實上,人腦的本質,就是一個由神經元構成的網絡。龐大的神經元網絡組成了人腦的基本結構:負責處理大部分思維活動的大腦、負責協調運動的小腦以及連接其中的腦幹。人工智慧模擬人腦而誕生,比如,早期淺層神經網絡的結構一般表現為:多個輸入層「神經元」負責接收並加工輸入信息,之後它們將信息上傳至數量較少的輸出層「神經元」,經過綜合加工後作出決策。於是,通過算法的演進,人工智慧讓機器在非標準環境中,綜合記憶與環境信息,做出自主決策,解決問題。但另一方面,人腦也是人類最複雜的器官。
  • 陳根:研究開發繪畫機器人,藝術和技術終將碰撞
    文/陳根藝術和技術的碰撞是文明演化中必然的經歷,卡內基梅隆大學近日開發了一種機器人,可以通過觀察人類藝術家的筆觸中學習繪畫。事實上,隨著算法的進步,科學家們已經對人工智慧藝術的一代進行了詳盡的探索。Nvidia的GauGAN使藝術家能夠繪製出一幅原始草圖,通過一個生成性的對抗性人工智慧系統,可以立即將其轉化為真實感的風景。
  • 陳根:面對兩難,人工智慧如何做出選擇?
    文/陳根選擇分輕重,更分難易。簡單選擇只需根據目標做出判斷,但對於兩難選擇來說,則是一種更複雜的思考和抉擇。同時,兩難選擇,也是生活的必經之路,是生物所具有的本能。探究生物在兩難選擇裡的大腦機制,將為人工智慧的學習提供研究的進路。
  • 陳根:面對兩難,人工智慧如何做出選擇?
    文/陳根選擇分輕重,更分難易。簡單選擇只需根據目標做出判斷,但對於兩難選擇來說,則是一種更複雜的思考和抉擇。同時,兩難選擇,也是生活的必經之路,是生物所具有的本能。探究生物在兩難選擇裡的大腦機制,將為人工智慧的學習提供研究的進路。
  • 陳根:腦機接口參與抑鬱診斷,將大有裨益
    文/陳根心理健康已經成為社會的一個身體關切。我國抑鬱症患者9500萬,不再是一個小眾群體,WHO預測,到2020年抑鬱症將會成為危害人類健康的第2大類疾病。然而,心理健康測量仍然是一個尚未解決的問題。儘管有許多心理健康調查和量表,但它們並沒有被廣泛使用,特別是在初級保健和諮詢機構中。目前,精神疾病的診斷依據主要是國際疾病分類、精神障礙診斷與統計手冊,需要有經驗的醫生依據調查問卷和自己的經驗進行判斷。由於血液檢測查不出抑鬱症,腦部掃描也沒法提前檢查出焦慮症,活組織檢查更不可能診斷出自殺的念頭,在醫學領域中,沒有任何可靠的生物標記可以用來診斷精神疾病。
  • 【全球數字健康周報第17期】平安好醫生網際網路眼科中心成立
    依圖科技是一家人工智慧公司,以人工智慧晶片技術和算法技術為核心技術,研發及銷售包含人工智慧算力硬體和軟體在內的人工智慧解決方案。3.  同時,然信創始人曾國書先生出任小懂健康聯合創始人,全面負責小懂健康藥品供應鏈建設和藥品上下遊產業布局。小懂健康是國內首家將大數據、人工智慧技術運用到精神心理疾病診療領域的國家高新技術企業。
  • 陳根:人工智慧呈現「泛在智能」,「電車悖論」下的制度建設
    文/陳根2020年的過去半年,在全球抗疫的背景下,人工智慧在醫療、城市治理、工業、非接觸服務等領域快速響應,從「雲端」落地,在疫情之中出演關鍵角色,提高了抗疫的整體效率。時下,儘管真正擁有知覺和自我意識的「強人工智慧」仍屬幻想,但專注於特定功能的「弱人工智慧」早已如雨後春筍般湧現。從純粹的技術角度,以機器學習和深度學習人工智慧為主題的浪潮,被認為是當前人類所面對的最為重要的技術社會變革之一,訓練機器,成為網際網路誕生以來的第二次技術社會形態的全球萌芽。
  • 【全球數字健康周報第20期】|智慧醫療|人工智慧|糖尿病|疫苗|...
    Rick Ross將出現在創意活動、數字和電視廣告以及其他推廣活動中,旨在教育和告知消費者這一醫療保健領域的創新新產品。4)醫療成像技術研發商TeraRecon宣布推出臨床培訓雲服務2020年11月30日,AI驅動的高級可視化解決方案提供商TeraRecon宣布推出臨床培訓雲,用於美國和歐洲範圍內基於影像的教育計劃。作為TeraRecon的技術合作夥伴,英偉達為其提供了強大的圖像渲染和人工智慧處理資源,從而實現優質的3D系統性能和可擴展性。