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2024-09-25 21:56

脑机接口,杀死抑郁症

本文来自微信公众号:NOWNESS现在 (ID:NOWNESS_OFFICIAL),作者:朱恺,图像创作:陈川端,编辑:邢之慧、孙佳慧,题图来自:AI生成

文章摘要
脑机接口或能治疗难治性抑郁,带来情绪调控新希望。

• 🧠 脑机接口手术通过电极刺激大脑神经环路,改善抑郁症状

• 🚀 新型电极设计和人工智能分析提高治疗效果

• 🤖 技术未来或重塑人类对情绪和情绪病的理解和治疗方式

AI也许尚未进化出自己的情感,但可以确定,它已经深度学习了人类的感情困境。人工智能的语料库,也许像一座位于世界中央的失物招领处,寄存着人类遗失的情感线索。


抑郁和焦虑、爱无能、不确定感和迷茫……AI可以帮助我们处理这些问题吗?NOWNESS策划了“治疗情感症候群的若干方法”专题,由浅入深,关注技术的变革如何作用于社会情绪的症结,探讨技术疗愈脑与心的可能性与限度。


同时,我们邀请艺术家陈川端,以摄影结合AI图像生成技术的方式,共同想象和描绘这个关于AI与人类情感的预言。


这是本期专题的第三篇,我们向上海瑞金医院功能神经外科主任孙伯民医生提问:脑机接口“情感开关”手术,是否能彻底杀死抑郁症?


“在温热中痊愈”,《翅膀洒下的光粉是数据的涟漪》系列,数字静态影像,2024


技术更新提出一种满怀希望的预言:未来,我们将有可能摆脱各种情绪障碍的困扰。一场手术、两条电极、三个小时,解决困扰人们几十年的难题,走向更美好的生活,这让人联想到《人生切割术》所引发的担忧:如今人类的意念尚未完全控制机器,机器却已经开始控制我们的情绪,当情绪的开关掌握在别人手里,我们会不会失去自由感知快乐的能力?


8月中旬,烈日下的上海瑞金医院。尽管AI持续提示高温预警,但这栋建于上世纪的古老建筑仍在持续迎来新面孔——神经外科诊室里,几乎每5分钟就要出现一位有抑郁、焦虑、强迫的患者,他们来到这里寻求一个名为“脑机接口”的新解药。


“父亲的分身”,《寂静的未来》系列,数字静态影像,2024


脑机接口医疗,正成为科技巨头所谱画的未来世界的焦点:马斯克扬言人类可以通过它用意念控制机器,对家Inner Cosmos宣传要以此推出“心灵数字药丸”。根据麦肯锡估算,未来15年内,这一领域的价值规模将超过千亿美元。制造出天文数字的,是人类心与脑中长久难解的谜题,以及渴求解谜的信念。


2020年,上海瑞金医院功能神经外科中心主任孙伯民启动了一项名为“脑机接口治疗难治性抑郁症”的临床研究,无数篇“情绪开关”“一按就快乐了”的报道让研究迅速走红。难治性抑郁,在抑郁症患者中占约30%,它通常指使用两种以上抗抑郁药物,接受足量、足疗程治疗后仍未缓解的情况。“精神科医生事实上对它也蛮头疼的。”孙伯民医生告诉我们。而神经科的这项研究,向挣扎多年的情绪病患者递上了救生圈。


“高原上的布道”,选自《翅膀洒下的光粉是数据的涟漪》系列,数字静态影像,2024


在功能神经外科大楼的办公室,孙伯民医生向我们介绍了“情绪开关”背后的科学原理——人的大脑有很多神经环路,其中一些被证实与情绪、情感、行为活动相关。通过手术,将两个电极植入大脑相应神经环路,并在胸腔右侧埋入起搏器,术后,医生用设备远程操控电极释放电流,刺激神经核团,调控因病变而紊乱的大脑神经环路,从而改善抑郁症状。通过带有脑机接口功能的起搏器,记录电生理信号,经过人工智能分析,成为医生研究抑郁症发病机制和调节电刺激参数的依据。


孙伯民医生告诉我们,在未来,脑机接口将不仅仅是一种治疗方案,它会重塑人类看待情绪和情绪病的方式。


NOWNESS你最早是精神科医生,后来才转向神经外科。为什么做出这个选择?两者看待抑郁症的方式有什么不同?


孙伯民:精神科对于大部分病症的诊断分类是非常粗浅原始的。它的诊断方式基本上是依靠临床症状来决定,缺乏客观的检查和生物标志物支撑。比如,让患者填量表,你说自己情绪低落,那你就是抑郁症;他说最近心里焦虑,那他就是焦虑症。


但根据临床表现来做判断其实很不可靠。抑郁、焦虑、强迫这些症状往往互相牵连,很难认定为一个独立的疾病,而是综合征,只是可能在疾病的某些阶段以某种症状为主。很少有人焦虑时间长了不带点抑郁,也很少有人抑郁久了没焦虑过。面对不同的病症,医生在治疗时开的是同一种药。从来没有人提出过质疑:这个诊断分类科学吗?能不能这么分?为什么这么分?


一次偶然,我作为精神科医生去配合兄弟医院的精神外科手术治疗,发现功能神经外科有更大的发展空间,所以开始考神经外科研究生转变专业。我们所说的“情感脑机接口”临床试验,是把电极插到大脑神经环路的神经核团上面,相比起精神科的诊断,这样的临床研究是实实在在的:


首先,临床研究受试者是患有难治性抑郁症的病人。其次,插入电极的位置是经过精确定位的。脑内的神经电生理信号传输出来,通过人工智能分析,就可以发现与治疗前后症状的改变同步的电生理信号,证明这些信号的改变和症状改善密切相关。可以作为客观的生物标记物。这就是精神科和神经外科很大的区别,在判断具体症状的好坏时,我们以前只能依赖所谓量表:治疗前多少分、治疗后多少分。但现在开始有了客观的物质证据。


孙伯民医生


NOWNESS:1999年你就在国内做了你的第一例脑深部电刺激(Deep Brain Stimulation,简称DBS)手术治疗帕金森病,你是如何接触到这项技术的,它当时在国内面临哪些质疑?


孙伯民:为了掌握世界最先进的功能神经外科技术,我在上世纪90年代前往洛杉矶加州大学医学中心留学,学习最前沿的功能神经外科,在此期间接触到了DBS技术。(编注:使用电流刺激大脑,以实现治疗精神障碍的医疗手段还包括电休克疗法。由于电休克疗法的覆盖区域是整个大脑,且电流强度可达DBS手术植入电极放电伏数的20至30倍甚至以上,它通常会引发更强烈的副作用。)


长期以来,精神科医生非常排斥这个手术,治疗手段以长期吃药为主。他们觉得大脑那么重要,你戳进去一个东西,会不会把脑子搞坏了?有些病人听说了有手术治疗这回事,去和主治医生打听是否可行,医生就会告诉他完全是无稽之谈,最终很多患者倾向于听从精神科医生的建议。但长期的治疗经验表明,手术对于药物难治性的精神疾病,如精神分裂症、抑郁症强迫症、神经性厌食症都有非常好的疗效,并没有精神科医生担心的所谓严重副作用和正常脑功能的损害。


但直到现在,也有大量病人没法接受“开颅”埋东西,所以我们也在探索无创、无损伤的治疗方式。网上也有很多负面的担忧,认为这是在控制一个人的大脑。但这就像用起搏器来控制心脏一样,是因为心动过速,才要控制。当一个人的大脑发生病变,我们才要调控它。不是给正常的大脑做植入,不是说因为一个人很固执,就给他装个东西,控制他,让他不要再固执。


NOWNESS:“情感脑机接口”听上去非常神奇,请展开讲讲它的新颖之处吧。


孙伯民:在临床治疗上,我们的创新首先是电极设计。市场上通用的电极是治疗帕金森病的,只有4个触点。对于治疗情绪障碍来说,这种电极可能短了,顾得了头、顾不了尾。我们研发出有8个触点的电极,可以覆盖更广的区域。


其次是对刺激靶点的选择。抑郁情绪和大脑环路相关,这条环路上有很多神经核团。DBS手术治疗抑郁症的重点,是要找到有效的神经核团做刺激靶点。理论上,干预环路上的任一靶点都会起到改善情绪的治疗效果——好比在高速公路上设关卡查违禁品,设置五六个站,每个站都有几率查出来。但哪个站是最有用的,就要研究了。


我们想,既然很多核团都有用,是不是挑当中两个核团一起干预会更好?经过基础论证、手术设计,最终选定了伏隔核和终纹床核这两个核团为刺激靶点,临床疗效好,也没有特别大的副作用。


起搏器的更新则给临床研究带来很大价值。以往它只能单向给刺激,我们的起搏器同时还能记录抑郁症患者的脑神经环路活动,传输给人工智能进行分析。这样将DBS技术与脑机接口相结合,对真正了解这个疾病的本质非常有帮助。


而且以往的研究对象是动物,动物跟人在本能方面比较接近,运动、感觉都属于本能,研究起来要简单得多,像马斯克的脑机接口,主要是管运动控制。但情绪和情感没有那么简单,我就很反对说小白鼠也有抑郁症。它不只是情绪不好那么简单,而是多维度、成因复杂的。


NOWNESS:团队曾经给予一位患者部分自主调整的权限,但最后还是交回医生。为什么“情绪开关”不能由患者自己来控制?


孙伯民:我们尝试过把“情绪开关”交给患者,后面发现不行,因为病人往往会追求极致。当情绪开关打开,病人会进入一种轻躁狂的状态,充满活力、思维非常活跃,做什么都精力旺盛,少睡一点觉都没问题。当病人开始享受这种状态,他就想要一直维持,甚至希望能量再高一些。


但正常状态下的人是有张有弛的,如果一直很兴奋,过劲儿以后再关上开关,他会“啪”,跌落谷底。所以最后我们又收回了权限,由医生来进行控制。


“情感开关”的开启时长和刺激强度也是因人而异的,一方面是依据临床上的观察,另一方面是结合AI分析起搏器记录的数据,判断病人在哪个点需要接受更弱的刺激、哪个点要更强,然后让机器自动设定一个刺激参数。


但掌握开关对医生来说也比较麻烦,你不让患者调,他就会来找你调,一个星期能来好几回。目前我们只有几十个病人,如果以后作为标准临床治疗的话,手头有成百上千个病人,医生的工作压力会很大。


NOWNESS:很多人担心手术后会缺失感受情绪的能力,甚至改变人的性格,你怎么看待这个疑虑?


孙伯民:抑郁症体现为多维度的症状,事实上治疗之后,有些症状改善得非常快,有些很慢,甚至还有些基本上很难有什么改变。我们目前的经验是,最容易改善情绪,比如你很郁闷,一刺激立马精神了。但这不是在“消灭”情绪,只是设定一个相对稳定的阈值。比如说,大家看了都不伤心的东西,患者却嚎啕大哭,那肯定要调整到一个和大众差不多的状态,并不是说就没心没肺、丧失情绪了。


除了情绪低落,抑郁症还有难以体验快感、驱动力低等症状,比如说以前你打个球就能很开心,得抑郁症后打球也没什么兴致了,不想起床,觉得没有意义。在这些方面,改善效果就不那么明显。


未来对于情绪障碍的治疗,一定是多元化的。症状较轻的时候需要心理干预,或是找到造成情绪问题的外部因素,改善客观条件;再进一步,可能需要药物辅助;接下来还有无创的聚焦超声手术、微创的脑机接口手术;最后的杀手锏才是传统的、风险最大的射频毁损手术,它确实可能产生轻微的副作用。


虽然现在关于抑郁症,我们还有很多东西没有搞清楚,但毫无疑问整体策略就是及早干预,让需要做手术的人越来越少。


NOWNESS:掌握了“情感脑机接口”技术后,在未来,我们将有希望完全摆脱抑郁症的困扰吗?


孙伯民:我们现在专门研究脑机接口治疗难治性抑郁,是因为大家对它比较关心,因为这个问题正在变得突出,包括我自己都产生过阶段性的抑郁。


但所谓“抑郁症”,很可能是一种综合征,是因为一组特定的大脑环路出现紊乱,导致很多种问题,不能只是把它框成某一种病。脑机接口可以提供清晰的生物标记物分析,通过这些现实依据,我们有希望改善看待和治疗情绪障碍的方式。


我们是永远不可能“消灭”情绪病的,只是学会更好地与它共存而已。在很长一段时间里,大家一直觉得抑郁症是心病,我们也看不见情绪的存在。但随着神经科学的发展,尽管还远远谈不上能够揭开抑郁的本质,但我们会开始看到,情感的发生是有物质基础的,它不是个虚无缥缈的东西。


本文来自微信公众号:NOWNESS现在 (ID:NOWNESS_OFFICIAL),作者:朱恺,图像创作:陈川端,编辑:邢之慧、孙佳慧

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