人工智能和3D打印治療精神分裂癥

魔猴君  科技前沿   53天前

人工智能（AI）是一個經常引起爭議的話題，但現在不可否認的是，這個工具已經變得對人類來說極其強大和有價值。事實上，人工智能現在已經應用于醫學等領域，特別是用于疾病診斷和藥物治療的個性化，而且始終在醫務人員的監督下。得益于該技術，骨科和腫瘤科領域的許多疾病診斷已經成功完成。目前，人工智能與3D打印相結合的應用也正在延伸至精神分裂癥等精神障礙。

據世界衛生組織統計，全世界約有2100萬人患有精神分裂癥。這是一種在女性18歲、男性25歲之間出現的疾病，其癥狀包括妄想、幻覺和認知障礙。因此，人工智能不僅可以幫助醫生對高危人群的精神分裂癥進行早期診斷，還可以為他們提供個性化的治療和藥物治療。

診斷精神分裂癥的主要困難在于，與骨科和腫瘤科等領域不同，該疾病的癥狀具有異質性，因此每個患者的表現形式可能不同。此外，精神分裂癥無法通過生物學指標來診斷，而只能使用DSM（精神障礙診斷和統計手冊）和ICD（國際疾病分類）建立的臨床癥狀，而這些臨床癥狀并不總是足以識別該疾病的不太典型的癥狀。

使用人工智能治療精神分裂癥

也就是說，人工智能可以為醫務人員提供調查和治療疾病的新方法。如何？它是一種能夠處理和分析極其復雜數據的技術。這將允許在高危人群中早期診斷該疾病。事實上，由于機器學習的整合，人工智能可以分析從患者收集的數據并使用臨床模型對其進行處理，從而限制與手動數據計算相關的人為錯誤。

此外，人工智能是一種具有自我學習和自我優化能力的技術：當補充新數據后，它可以產生越來越準確的算法，從而改善醫療預測。這將使其成為診斷具有異質癥狀的疾病（例如精神分裂癥）的極其有用的工具。

此外，人工智能還可以通過分析患者的語言來檢測患者的疾病癥狀。事實上，這種疾病會影響患者的語言能力，導致語調或言語的變化。不幸的是，在治療精神分裂癥的過程中，患者可能會出現抑郁癥狀，而由于在疾病進展的早期階段未能識別出這些癥狀，因此抗抑郁治療常常被忽視。

幸運的是，事實證明，經過多模態行為特征訓練并通過機器學習實現的人工智能可以判斷患者是否健康、是否患有精神分裂癥或重度抑郁癥。通過語言分析，人工智能可以快速識別精神分裂癥患者的行為變化，從而為他們提供適當的藥物治療。

該圖說明了人工智能在精神分裂癥的診斷、治療和預后中的應用。

最后，人工智能還可用于創建個性化的藥物療法。通過收集患者數據和創建臨床模型，人工智能可以預測每位患者的個性化藥物劑量。此外，除了計算劑量之外，人工智能技術還可以識別影響代謝和藥物反應的關鍵因素，讓臨床醫生了解每個患者對治療的反應。因此，AI還能夠為患者制定個性化治療方案，不僅優化劑量，還優化藥物的選擇。

用于研究的3D打印電子設備

近年來，人們已經使用包括3D打印在內的各種技術測試了治療精神分裂癥的新型人工智能增強方法。研究表明，最近的一項研究利用3D打印技術創建了一種電子神經接口設備，屬于BCI（腦機接口）領域，可以解碼與小鼠大腦活動相關的神經生理信號。得益于這種3D打印的可植入且生物相容的設備，可以精確監測小鼠前額葉皮層的活動。

該研究的目的是分析神經精神疾病治療對神經活動的影響。該神經假體接口旨在記錄、調節和分類與這些疾病相關的電生理生物標志物。研究結果表明，該裝置能有效監測和調節健康和缺陷小鼠的大腦活動，為神經精神疾病的個性化治療提供了新的工具。

研究表明，人工智能無疑為精神分裂癥的診斷和治療創造了前所未有的可能性。但該技術仍存在局限性，其作為臨床醫生診療的輔助工具，尚不能真正替代臨床醫生。

盡管人工智能由數據收集“驅動”，因此變得越來越高效，但當前基于人工智能的應用在應用于現實世界的臨床治療時仍存在缺陷。處理精神分裂癥等醫療數據時困難更大，因為其診斷標準彼此差別很大。此外，目前許多現有的研究主要集中于回顧性分析，僅使用收集的歷史數據來訓練和測試算法。

盡管目前使用人工智能治療精神分裂癥仍面臨挑戰，但該技術發展的速度表明，當前的問題將很快得到解決，并且它將在精神疾病治療中得到更廣泛的應用。可以肯定的是，人機交互給醫療領域帶來了很多創新，未來值得研究。

編譯整理：3dnatives