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原文作者:BBC News
科学家们说,他们正在开发一种革命性的“数字器官”,有望帮助患有帕金森病的人。
这种技术被称为“数字双胞胎”,它是一个由人工智能驱动的计算机模型,可以模仿大脑的一个区域。
这项技术有望在未来几年内,帮助患有帕金森病的人在接受深度脑刺激(DBS)时获得更好的效果。
DBS 是一种外科手术,在一些患有帕金森病的人大脑中植入电极,以帮助控制他们震颤和僵硬的症状。
在某些情况下,刺激的强度需要调整,而这些调整通常是在手术过程中或手术后几周内完成的。
但现在,研究人员正在利用AI来创建一个大脑区域的“数字双胞胎”,以模拟大脑在不同刺激下的反应。
麻省理工学院(MIT)的卡特里娜·维特(Katrin Amara Weidert)博士表示,DBS 系统是“一个非常强大的工具”,但它也“存在一些问题”。
她解释说:“我们给患者植入的电极是基于标准化的治疗方案,但这些方案并不一定适用于每个患者。”
“我们希望能够根据每个患者的特定大脑活动来定制刺激,”她说。
目前,世界各地的研究团队都在研究如何使DBS更有效。
维特博士说,数字器官的想法是利用AI来“尽可能地模仿人脑”。
她说:“我们收集患者的实时数据——他们的运动、他们的心率、他们对刺激的反应——然后我们将这些数据输入到我们的AI模型中,创建一个数字化的‘大脑副本’。”
“通过这个模型,我们可以在不接触患者的情况下,安全地测试不同的刺激参数,预测它们将如何影响患者的运动症状。”
AI如何工作
为了创建这些数字模型,研究人员首先需要从患者身上收集大量数据。
这包括从患者的DBS设备中提取信号,以及使用穿戴式设备记录他们的日常活动。
然后,AI算法会学习这些数据中的复杂模式。
维特博士解释说:“我们的目标是让这个数字器官像真实器官一样对刺激做出反应。”
她表示,一旦模型训练完成,它就可以被用来进行“数字临床试验”。
“如果我们可以确定一个最佳的刺激方案,我们就可以将其应用于患者本人,”她说。
这可以显著减少患者在接受刺激调整过程中可能经历的痛苦和不适,并有望更快地找到最有效的治疗方式。
伦理担忧
尽管前景广阔,但科学家们也认识到,开发这种与人类大脑紧密相连的技术带来了重大的伦理挑战。
伦敦国王学院的神经伦理学家阿妮塔·哈里斯(Anita Harris)博士对这项技术表示谨慎乐观。
她说:“我们必须非常清楚地界定,这个数字器官是工具,而不是人。”
哈里斯博士说:“它是一个复杂的数学模型,它处理的是大脑活动的指标,而不是情感或意识本身。”
但她指出,随着模型变得越来越复杂和个性化,可能会出现混淆。
“如果一个数字器官的预测与患者的实际感受发生冲突,我们该相信谁?”她问道。
另一个问题是数据隐私。
这些模型依赖于高度敏感的患者生物数据。谁将拥有这些数据?如何保护它们不被滥用或泄露?
哈里斯博士说,设计这些系统的研究人员和工程师必须将伦理考虑放在首位。
“我们不能等到这项技术投入使用后再来考虑伦理问题。必须从设计的第一天起就融入其中。”
科学家们希望在未来几年内,能够在临床试验中测试这些数字器官,并最终将其用于帮助帕金森病患者的治疗中。
他们强调,最终目标是创造一种更安全、更个性化的医疗干预方式,而不是取代人类医生的判断。
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