盡管人們已經(jīng)深入研究了精神疾病的診斷和治療很多年，但目前仍然面對重重難關(guān)。眾多研究表明，精神疾病診斷的難點(diǎn)最主要在于現有對診斷主要依靠行為判斷，而沒(méi)有統一的生理學(xué)的病理依據。并且，由于基因與環(huán)境的相互作用關(guān)系，利用基因分析研究精神疾病背后的機制目前仍有些缺乏說(shuō)服力。與此相對，腦成像技術(shù)正成為一種使在神經(jīng)生物基礎上診斷和治療評估精神疾病更有可能的手段。尤其是隨著(zhù)機器學(xué)習在腦成像數據分析的應用，研究者能更好地解讀每一個(gè)被掃描個(gè)體腦中的想法。

什么！！放開(kāi)我的腦子！！

研究員加斯特和他的同事們2017年10月于《自然：人類(lèi)行為》雜志中發(fā)表了一篇關(guān)于利用功能核磁共振（fMRI）分析精神疾患病人自殺想法的研究。基于自殺想法的神經(jīng)表征，他們表示能夠將有自殺傾向的患者從對照組受試者中識別出來(lái)。更令人驚奇的是，它甚至能將曾經(jīng)有過(guò)自殺企圖和嘗試的患者和僅有自殺念頭的患者區分開(kāi)來(lái)。

功能核磁共振的空間分辨率在毫米級，所以我們常常用它作為人類(lèi)大腦神經(jīng)活動(dòng)的研究工具。它的工作原理其實(shí)很簡(jiǎn)單（見(jiàn)圖1）：當我們的部分腦區興奮時(shí)，更多攜氧血液將會(huì )流入該腦區，此時(shí)功能核磁共振就能檢測出大腦的活動(dòng)變化。這是因為氧合充足的細胞與缺氧的細胞磁性不同。早期利用功能核磁共振的研究中，研究者多關(guān)注的是患者和對照組（一般是都是健康的受試者）之間的顯著(zhù)性差異。這種差異主要在于大腦活動(dòng)激活的功能核磁信號的多少（也稱(chēng)為功能活動(dòng)）或者是，近幾年比較火的不同腦區之間神經(jīng)活動(dòng)的相關(guān)性（也就是功能連接）。然而，這些差異并未顯著(zhù)到可以區分患者或者是作為對照的健康人，也因此難以將它作為功能生物標記用于診斷或者是研究治療手段的有效性。加斯特和他的同事利用機器學(xué)習分析數據的方式克服了傳統功能核磁共振數據分析的技術(shù)限制，這也是他們本次研究的最大亮點(diǎn)。

圖1：通常受試者會(huì )被送進(jìn)“線(xiàn)圈”中，根據研究者的要求觀(guān)看視頻或圖片，聽(tīng)指令或是音樂(lè )等，借由重復進(jìn)行某種思考、動(dòng)作或經(jīng)歷，可以用統計方法判斷哪些腦區在這個(gè)過(guò)程中有信號的變化，因而可以找出是哪些腦區在執行這些思考、動(dòng)作或經(jīng)歷

在他們的研究中，研究人員給每一個(gè)受試者都展示了3組具有不同情感暗示的詞語(yǔ)[1]（每組10個(gè)詞）(見(jiàn)圖2)，一組與自殺相關(guān)（比如：死亡），一組表達消極情緒（比如：憂(yōu)郁），還有一組表達積極情緒（比如：無(wú)憂(yōu)）。在受試者看到這些詞的同時(shí)進(jìn)行功能核磁共振的掃描。結果發(fā)現，有六個(gè)詞語(yǔ)和五個(gè)腦區（見(jiàn)圖3）能最好地區分有自殺傾向的患者和對照組受試者。所以，他們訓練機器學(xué)習分類(lèi)器利用這三十個(gè)特征對每一個(gè)參與者進(jìn)行患者和對照組的鑒別，結果十分顯著(zhù)：分類(lèi)器從17名具有自殺傾向患者中正確識別出了15名，并且從17名健康受試者中識別出了16名。隨之，他們繼續對具有自殺傾向的患者進(jìn)行研究，他們將患者分為曾經(jīng)有過(guò)自殺企圖和嘗試的患者（9名）和僅有自殺念頭的患者（8名）兩組，并且用一個(gè)新的分類(lèi)器進(jìn)行訓練，最終，它準確地分類(lèi)出了17人中的16人，正確率達到了94%。

圖2：研究人員向每一位受試者展示的三組含不同情緒成分的詞語(yǔ)，每組10個(gè)

圖3：畫(huà)圈的白色區域即為有自殺念頭和對照組受試者之間具有顯著(zhù)差異的5個(gè)腦區定位

到底是大腦中什么樣的思維過(guò)程使患者的身份識別達到這么高的精確度？在之前的一項研究中，大腦中特定情緒的激活腦區已經(jīng)被描繪[2]。因此，加斯特和他的同事們能夠找到這6個(gè)不同的詞語(yǔ)（比如：死亡，麻煩和無(wú)憂(yōu)），并比較它們在患者與對照組受試者、以及僅有自殺念頭與曾經(jīng)有自殺嘗試的患者之間的不同。從他們的研究中得出的一個(gè)結論是：相比于對照組受試者，帶有消極情感的詞匯在有自殺傾向的患者中引起更多的憂(yōu)傷和恥辱，和更少的憤怒。

就像加斯特等研究者所強調的，這項研究對于精神病學(xué)的臨床意義在于，我們不應只關(guān)注具有自殺傾向的患者如何對一些任務(wù)做出反應（比如口頭回答或者按按鈕），而更應該關(guān)注患者本身對于這些不同概念的主觀(guān)想法和感受。

那么，從這項研究中我們可以學(xué)習到什么？它又可能帶來(lái)什么后續的重要結果呢？

首先，了解不同詞語(yǔ)的神經(jīng)語(yǔ)義標記不僅定位在單一腦區，而是分布在多個(gè)腦區是十分重要的。正因為如此，同時(shí)生成的多個(gè)腦區的數據使得研究者利用多變量/網(wǎng)絡(luò )分析的方法進(jìn)行分析成為可能。其次，加斯特等人的試驗已經(jīng)清晰地表明，在一個(gè)小范圍的人群中，我們可以使用大腦對特定情緒的反應分辨有自殺念頭的患者和健康人，甚至可以進(jìn)一步將有過(guò)自殺企圖的患者和僅有自殺念頭的患者區分開(kāi)來(lái)。也正如作者所言，后一種區別是極其細微的，如果這個(gè)研究能夠在更大的人群中被重復，以及他們所使用的機器學(xué)習方法能夠被運用到患有其他精神疾病的人群，那么功能腦成像技術(shù)在未來(lái)也許能成為精神疾病診斷或是治療效力評價(jià)的醫學(xué)工具。

小編有話(huà)說(shuō)

加斯特等人的研究結果在判斷健康志愿者和具有自殺傾向的患者試驗上靈敏度達到了88%（15/17），特異度94%（16/17），盡管有11%（2/17）的漏診率，5%（1/17）誤診率，但是如果作為診斷試驗，其判斷真正患者和非患者的總能力具有相當不錯的真實(shí)性（約登指數YoudenIndex，本試驗YI=0.82，當數值大于0.7顯示診斷試驗真實(shí)性越好），并且其陽(yáng)性似然比達到了14，具有很好的診斷價(jià)值（陽(yáng)性似然比=靈敏度/（1-特異度），當數值大于或等于10說(shuō)明試驗有很好的診斷價(jià)值）。但是從外推性的角度出發(fā)，利用功能磁共振成像進(jìn)行自殺傾向診斷的理想很豐滿(mǎn)，現實(shí)卻很骨感。一方面，功能核磁共振成像儀造價(jià)昂貴，在醫院的普及性并不高。另一方面，面對具有自殺傾向的患者，真正難點(diǎn)可能并不在于發(fā)現他們腦中的自殺想法，更多的是面對折磨他們的精神疾病時(shí)我們束手無(wú)策，或是不能及時(shí)給予情感關(guān)懷。真要進(jìn)行自殺傾向鑒定，倒不如多在搜索引擎或社交網(wǎng)絡(luò )關(guān)鍵詞之類(lèi)的地方分類(lèi)下些功夫，比如從推特中看自殺傾向這樣的研究[3]。而不是為了強行捆綁機器學(xué)習和功能核磁共振，最終落得一個(gè)在醫學(xué)精神病學(xué)實(shí)用領(lǐng)域上炫技的下場(chǎng)。

最后，分享一首荷蘭歌手唐·麥克萊恩（DonMcLean）1971年以文森特·梵高同名畫(huà)作《星夜》為靈感創(chuàng )作的歌曲"StarryStarryNight”，致敬那些活在痛苦軀體之中的偉大靈魂。