經(jīng)腦機接口治療的抑郁患者研究進展

張夏月 李濤 張宇 陳宇航 陳克新

摘要：抑郁癥是一種以病人在情緒障礙和認知功能上存有阻礙為主要表現(xiàn)的常見病，因為其高發(fā)病率，這類病癥具備重要的經(jīng)濟和社會影響。然而現(xiàn)如今隨著腦機接口的誕生，已越來越多地用于神經(jīng)及情感控制，其代表了最為先進的康復(fù)治療手段，并已顯示出有希望的結(jié)果?；诖耍疚脑陉U述抑郁癥及其大腦機制、腦機接口技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，綜述了現(xiàn)階段腦機接口用來抑郁癥患者的實例，并探析其治療原理及效果。

關(guān)鍵詞：腦機接口;腦電;抑郁癥;情感障礙;治療

1 抑郁癥概述

1.1抑郁癥簡介

抑郁癥是精神疾病的一種，以明顯而長久的心情消沉為首要特點，也是一種常見的疾病。伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展趨勢，大家的日常生活快節(jié)奏、工作壓力太大，抑郁癥的發(fā)病率也是明顯提升。雖然每個人偶爾都會感到抑郁或悲傷，但抑郁患者的這種感覺更強烈，持續(xù)時間更長。抑郁癥患者還可能伴有以下癥狀：興趣和活動顯著減少;缺乏活力并且易于疲勞;睡眠困難;很難集中注意力和猶豫不決;食欲或體重的變化;感到悲觀、絕望和焦慮;有自殺傾向;持續(xù)的身體癥狀等。

1.2抑郁癥成因及防治

抑郁癥形成原因繁雜，可能是社會發(fā)展、心理狀態(tài)和生物因素相輔相成導(dǎo)致的。抑郁癥是可以預(yù)防和診治的，如積極主動維持樂觀向上的心理狀態(tài)，學(xué)會釋放壓力，掌握抑郁癥的初期征兆，倘若發(fā)生有關(guān)情況立即尋求幫助等均可以防止抑郁癥的發(fā)生。而抑郁癥的治療包含心理療法、用藥治療及其二者的融合。其中心理療法主要是協(xié)助病人學(xué)習(xí)培訓(xùn)新的思維模式，以積極主動的行為解決和擺脫抑郁癥癥狀，而用藥治療可以提高腦部調(diào)整情緒及釋放壓力的工作能力。

2 抑郁癥的大腦機制

抑郁癥的關(guān)鍵病癥是情緒障礙和認知功能的更改，但這種病癥的人腦體制迄今仍不清楚，也吸引住著許多學(xué)者開展研究。在對抑郁癥腦部體制的研究過程中，腦電波（electroencephalography，EEG）、fMRI等技術(shù)也是至關(guān)重要的專用工具。Acharya 等人的研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用右邊大腦半球的 EEG 數(shù)據(jù)信號比左邊更易于區(qū)別出抑郁癥病人和正常人。換句話說，抑郁癥病人的右邊大腦半球與左邊對比很有可能是在作用主題活動上發(fā)生了更加顯著的轉(zhuǎn)變。1972 年，Nauta 明確提出了“神經(jīng)解剖環(huán)路”的定義，包含邊緣系統(tǒng)-皮層-紋狀體-蒼白球-中腦環(huán)城路。有大量的研究表明，抑郁癥病人存有神經(jīng)解剖環(huán)路的作用出現(xiàn)異常，尤其是顳葉皮層、杏仁核和海馬。

3腦機接口技術(shù)概述

3.1腦機接口簡介

腦機接口（英語名叫 Brain Computer Interface，通稱 BCI），它是一種腦部和外圍設(shè)備中間的立即通道，該通路不必通過人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)或是脊柱。從端口的應(yīng)用目地看來，可以分成醫(yī)治性腦機接口和提高性腦機接口。前面一種以醫(yī)治病人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)為目地，提升病人的生活品質(zhì)，協(xié)助病人過上普通人的日常生活。后面一種致力于提高平常人的身體機能，使其可以提升原本的生理學(xué)情況。

3.2腦機接口發(fā)展歷程

該技術(shù)來源于上世紀七十年代，這一專業(yè)術(shù)語最先由丹麥裔英國電腦生物學(xué)家維達爾（J.J.Vidal）明確提出，科學(xué)研究的目的是根據(jù)神經(jīng)系統(tǒng)鼻子假體協(xié)助腦中風(fēng)病人修復(fù)基本上的活動作用。該技術(shù)通過了臨床實驗環(huán)節(jié)和人們臨床醫(yī)學(xué)使用的環(huán)節(jié)。到現(xiàn)在發(fā)展趨勢了四十多年。這幾十年的快速發(fā)展也讓該技術(shù)從開始的認知科學(xué)基礎(chǔ)理論漸變?yōu)橐环N使用于診療等行業(yè)的實踐活動，該工藝的發(fā)展方向可能是前途無量的。伴隨著時間的變化，科技進步的發(fā)展，不一樣種類的腦機接口也逐步在人們及智慧生物的身上運用。

4經(jīng)腦機接口治療的抑郁患者研究進展

Friedrich等人們在一系列神經(jīng)系統(tǒng)意見反饋練習(xí)科學(xué)研究的基本上開展了具體描述，覺得根據(jù)定量分析EEG的腦神經(jīng)意見反饋練習(xí)做為抑郁癥的人性化治療方法是有效的。她們還提議開發(fā)設(shè)計一個平臺游戲，包含根據(jù)客戶個人行為、神經(jīng)系統(tǒng)生理和/或周邊生理需要的社交互動和特殊意見反饋。終極目標(biāo)是加強關(guān)鍵的個人行為，例如應(yīng)用神經(jīng)系統(tǒng)個人行為數(shù)據(jù)信號開展社會發(fā)展互動交流，以推動抑郁癥病人的個人行為、認知能力和心態(tài)改進。依照這一構(gòu)思，一些科學(xué)研究的確認為應(yīng)用綠色生態(tài)、實際和互動式虛擬環(huán)境可能是處理大家都知道的ASD試驗者在日常生活自然環(huán)境中修復(fù)社交媒體專業(yè)技能的一般化問題的方式。戈蘭和巴龍·沃斯特明確提出，對抑郁癥病人在原來藥品和心理療法的基本上應(yīng)用電子計算機干涉，可以在相對高度規(guī)范化、可預(yù)估和可控的條件中塑造專業(yè)技能，與此同時容許本人以自身的效率和工作能力水準工作中。

除此之外，呂寶糧等人討論多模態(tài)感情腦機接口在抑郁癥客觀性評定和難治性抑郁癥腦深層電刺激性醫(yī)治中的運用。在抑郁癥客觀性評定層面，最先將傳統(tǒng)式的評定量表轉(zhuǎn)換成感情互動實驗。根據(jù)多模態(tài)感情腦機接口，同歩收集腦電波和眼動等多模態(tài)數(shù)據(jù)信息。根據(jù)多模態(tài)深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遷移學(xué)習(xí)等深度學(xué)習(xí)技術(shù)，搭建可精準區(qū)別抑郁狀態(tài)的理性評定系統(tǒng)軟件。在難治性抑郁癥腦深層電刺激性神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)醫(yī)治層面，根據(jù)多模態(tài)感情腦機接口和增強學(xué)習(xí)優(yōu)化算法，完成腦深層電刺激刺激主要參數(shù)的自動調(diào)節(jié)和人性化，提高難治性抑郁癥醫(yī)治的實際效果。

Claudia等人詳細介紹一種根據(jù)正念減壓的互動交流技術(shù)，以改進經(jīng)歷過抑郁癥的人的身心健康。根據(jù)Anima腦機接口系統(tǒng)軟件帶來根據(jù)訓(xùn)練期內(nèi)進行的正念減壓情況的轉(zhuǎn)化成性調(diào)色盤來提高薔薇的上色。研究表明，按時正念練習(xí)被證實對身心健康有益處，并能避免抑郁癥復(fù)發(fā)。以新技術(shù)為媒體的介入對策可以推動正念減壓的消化吸收和不斷訓(xùn)練，以腦機接口做為互動交流系統(tǒng)軟件具備實效性。

除此之外，腦機接口技術(shù)還大多數(shù)運用于重度抑郁癥確診和鑒別，有利于更快的歸類醫(yī)治，逐一提升。李春彬等人明確提出了一種根據(jù)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與特征融合的腦電波抑郁癥診斷方式，該方法應(yīng)用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取腦電子信號的時域與空間特征，并開展特征融合，接著進行歸類。高忠科等人設(shè)計方案一臺根據(jù)腦機接口和深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的中度抑郁癥識別系統(tǒng)軟件，腦電波剖析對系統(tǒng)收集到的EEG腦電子信號開展剖析，創(chuàng)建雙層腦部社會網(wǎng)絡(luò)，歸類識別技術(shù)在雙層腦部社會網(wǎng)絡(luò)基本上，對腦部情況開展精準鑒別，進行識別全過程，通過特定頻次的收集全過程和識別全過程，系統(tǒng)軟件將得出被試者歸屬于平常人或中度抑郁癥的概率，從而實現(xiàn)對中度抑郁癥病人的識別每日任務(wù)。Cai等人根據(jù)結(jié)合不一樣的EEG數(shù)據(jù)庫來搭建一種新的多模態(tài)實體模型，這種數(shù)據(jù)庫處在中性化，陰性和陽性聲頻刺激性下，以區(qū)別抑郁患者和常規(guī)對照實驗。選用特點級結(jié)合技術(shù)結(jié)合不一樣形式的腦電數(shù)據(jù)信息，搭建抑郁癥鑒別實體模型。此項科學(xué)研究很有可能為鑒別抑郁癥病人給予全新構(gòu)思。

結(jié)語

近些年，抑郁癥病人的總數(shù)不斷提升，抑郁癥早已變?yōu)榱巳澜缃】祮栴}的一個巨大壓力。抑郁癥有眾多發(fā)病原因，例如突然間的重要精神實質(zhì)打壓或連續(xù)的較大工作壓力，均有可能造成包含抑郁癥以內(nèi)的精神疾病。根據(jù)腦機接口新技術(shù)應(yīng)用可以讓大家更為客觀性地掌握自己的精神實質(zhì)身體狀況，讓抑郁癥病人在發(fā)病初期意識到問題，進而立即就診并采用診治對策?；诖?，本文在闡述抑郁癥及其大腦機制、腦機接口技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，綜述了現(xiàn)階段腦機接口用來抑郁癥患者的實例，并探析其治療原理及效果，為后續(xù)腦機接口治療抑郁癥患者提供借鑒意義。

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