許多醫(yī)生和科學(xué)家認(rèn)為，如果他們擁有確定大腦中特定異?，F(xiàn)象的可靠方法，就可以改善對(duì)自閉癥譜系障礙的診斷和了解。這種“生物標(biāo)志物”已被證明是難以捉摸的，通常是因?yàn)閷?duì)一組患者顯示出希望的方法在應(yīng)用于另一組患者時(shí)卻失敗了。然而，在《自然通訊》的一項(xiàng)新研究中，科學(xué)家報(bào)告了新的成功程度。他們提出的生物標(biāo)志物在評(píng)估兩組不同的成年人時(shí)具有相當(dāng)高的準(zhǔn)確性。

該技術(shù)主要由京都國(guó)際高級(jí)電信研究所開發(fā)，并由布朗大學(xué)的三位合著者做出了主要貢獻(xiàn)。該技術(shù)是一種稱為“分類器”的計(jì)算機(jī)算法，因?yàn)樗梢詫?duì)主題集進(jìn)行分類-基于功能磁共振成像(fMRI)腦部掃描的自閉癥譜系障礙和無自閉癥譜系障礙。通過分析數(shù)十名患有自閉癥的人和沒有自閉癥的人的數(shù)千種大腦網(wǎng)絡(luò)連接的聯(lián)系，該軟件發(fā)現(xiàn)了16個(gè)關(guān)鍵的區(qū)域間功能聯(lián)系，從而使它能夠準(zhǔn)確地分辨出傳統(tǒng)上被診斷出患有自閉癥的人和沒有自閉癥的人。該小組在的三個(gè)地點(diǎn)與181名成人志愿者一起開發(fā)了分類器，然后在七個(gè)地點(diǎn)的88名成年人中應(yīng)用了該分類器。

布朗的認(rèn)知，語言和心理科學(xué)研究副教授尤卡·薩薩基(Yuka Sasaki)說：“這是[成功地]將分類器應(yīng)用于完全不同的同類研究的第一項(xiàng)研究。” “以前有很多嘗試。我們終于克服了這個(gè)問題。”

該分類器結(jié)合了兩種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，在每個(gè)人群中均表現(xiàn)良好，志愿者的平均準(zhǔn)確度為85%，人平均為75%。研究人員計(jì)算出，完全偶然地看到這種程度的交叉種群表現(xiàn)的可能性是百萬分之1.4。

“這些結(jié)果表明，盡管我們僅在使用訓(xùn)練數(shù)據(jù)開發(fā)了高度可靠的分類器，但在驗(yàn)證隊(duì)列中對(duì)[自閉癥]進(jìn)行分類具有足夠的通用性，”由ATR的Mitsuo Kawato領(lǐng)導(dǎo)的臨床醫(yī)生和基礎(chǔ)研究人員小組寫道。

進(jìn)一步驗(yàn)證

另一種驗(yàn)證分類器的方法是，研究人員詢問其在16種關(guān)聯(lián)中注意到的差異是否不僅可以預(yù)測(cè)一個(gè)人是否患有自閉癥，而且是否與臨床醫(yī)生目前可用的主要診斷方法的表現(xiàn)有關(guān)，自閉癥診斷觀察時(shí)間表。ADOS不是基于生物學(xué)或生理學(xué)的標(biāo)記，而是基于醫(yī)生的訪談和行為觀察。分類器能夠預(yù)測(cè)ADOS通信組件上的分?jǐn)?shù)，其統(tǒng)計(jì)顯著相關(guān)性為0.44。

相關(guān)性表明分類器識(shí)別的16個(gè)連接與ADOS中的重要屬性有關(guān)。當(dāng)研究人員檢查這16個(gè)連接的位置以及它們影響的大腦網(wǎng)絡(luò)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)這16個(gè)連接所在的特定大腦區(qū)域中有41%屬于扣耳-耳神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，這對(duì)大腦功能(例如構(gòu)想其他)至關(guān)重要人，臉部處理和情感處理。這種社交和情感感知任務(wù)的困難是自閉癥譜系障礙的重要癥狀。

最后，研究小組研究了分類器是否恰當(dāng)?shù)胤从沉俗蚤]癥譜系障礙與其他精神疾病之間的異同。例如，自閉癥已知與精神分裂癥有一些相似之處，但與抑郁癥或注意力缺陷多動(dòng)障礙沒有相似之處，如先前的基因組研究所表明的那樣。與沒有條件的類似人相比，該分類器適用于患有其他各種疾病的患者，該分類器在區(qū)分精神分裂癥患者，而非抑郁癥或ADHD患者時(shí)顯示出中等但統(tǒng)計(jì)上顯著的準(zhǔn)確性。

最終臨床有用嗎?

Sasaki說，收集數(shù)據(jù)所需的MRI掃描很簡(jiǎn)單。受試者只需要在機(jī)器上花費(fèi)約10分鐘，而不必執(zhí)行任何特殊任務(wù)。他們只需要保持靜止和休息。

Sasaki說，盡管如此簡(jiǎn)單，但就研究而言，盡管分類器的性能空前出色，但它尚未準(zhǔn)備好成為臨床工具。盡管未來可能會(huì)帶來這種發(fā)展，但首先必須進(jìn)行改進(jìn)。

Sasaki說：“準(zhǔn)確度需要更高。” “百分之八十的準(zhǔn)確性在現(xiàn)實(shí)世界中可能沒有用。”

由于這項(xiàng)研究的志愿者都是成年人，因此還不清楚它在兒童中的工作方式。

但是，如果可以進(jìn)一步提高分類器的準(zhǔn)確性，研究人員希望它不僅可以用作基于生理的診斷工具，還可以用于監(jiān)測(cè)治療情況。Sasaki說，醫(yī)生也許有一天可以使用該工具來監(jiān)測(cè)療法是否會(huì)引起大腦連接性的改變。

標(biāo)簽： 腦部掃描方法