經腦機接口治療的抑郁患者研究進展

張夏月 李濤 張宇 陳宇航 陳克新

摘要：抑郁癥是一種以病人在情緒障礙和認知功能上存有阻礙為主要表現的常見病，因為其高發病率，這類病癥具備重要的經濟和社會影響。然而現如今隨著腦機接口的誕生，已越來越多地用于神經及情感控制，其代表了最為先進的康復治療手段，并已顯示出有希望的結果。基于此，本文在闡述抑郁癥及其大腦機制、腦機接口技術發展的基礎上，綜述了現階段腦機接口用來抑郁癥患者的實例，并探析其治療原理及效果。

關鍵詞：腦機接口;腦電;抑郁癥;情感障礙;治療

1 抑郁癥概述

1.1抑郁癥簡介

抑郁癥是精神疾病的一種，以明顯而長久的心情消沉為首要特點，也是一種常見的疾病。伴隨著社會經濟的快速發展趨勢，大家的日常生活快節奏、工作壓力太大，抑郁癥的發病率也是明顯提升。雖然每個人偶爾都會感到抑郁或悲傷，但抑郁患者的這種感覺更強烈，持續時間更長。抑郁癥患者還可能伴有以下癥狀：興趣和活動顯著減少;缺乏活力并且易于疲勞;睡眠困難;很難集中注意力和猶豫不決;食欲或體重的變化;感到悲觀、絕望和焦慮;有自殺傾向;持續的身體癥狀等。

1.2抑郁癥成因及防治

抑郁癥形成原因繁雜，可能是社會發展、心理狀態和生物因素相輔相成導致的。抑郁癥是可以預防和診治的，如積極主動維持樂觀向上的心理狀態，學會釋放壓力，掌握抑郁癥的初期征兆，倘若發生有關情況立即尋求幫助等均可以防止抑郁癥的發生。而抑郁癥的治療包含心理療法、用藥治療及其二者的融合。其中心理療法主要是協助病人學習培訓新的思維模式，以積極主動的行為解決和擺脫抑郁癥癥狀，而用藥治療可以提高腦部調整情緒及釋放壓力的工作能力。

2 抑郁癥的大腦機制

抑郁癥的關鍵病癥是情緒障礙和認知功能的更改，但這種病癥的人腦體制迄今仍不清楚，也吸引住著許多學者開展研究。在對抑郁癥腦部體制的研究過程中，腦電波（electroencephalography，EEG）、fMRI等技術也是至關重要的專用工具。Acharya 等人的研究發現，應用右邊大腦半球的 EEG 數據信號比左邊更易于區別出抑郁癥病人和正常人。換句話說，抑郁癥病人的右邊大腦半球與左邊對比很有可能是在作用主題活動上發生了更加顯著的轉變。1972 年，Nauta 明確提出了“神經解剖環路”的定義，包含邊緣系統-皮層-紋狀體-蒼白球-中腦環城路。有大量的研究表明，抑郁癥病人存有神經解剖環路的作用出現異常，尤其是顳葉皮層、杏仁核和海馬。

3腦機接口技術概述

3.1腦機接口簡介

腦機接口（英語名叫 Brain Computer Interface，通稱 BCI），它是一種腦部和外圍設備中間的立即通道，該通路不必通過人的中樞神經系統或是脊柱。從端口的應用目地看來，可以分成醫治性腦機接口和提高性腦機接口。前面一種以醫治病人的中樞神經系統為目地，提升病人的生活品質，協助病人過上普通人的日常生活。后面一種致力于提高平常人的身體機能，使其可以提升原本的生理學情況。

3.2腦機接口發展歷程

該技術來源于上世紀七十年代，這一專業術語最先由丹麥裔英國電腦生物學家維達爾（J.J.Vidal）明確提出，科學研究的目的是根據神經系統鼻子假體協助腦中風病人修復基本上的活動作用。該技術通過了臨床實驗環節和人們臨床醫學使用的環節。到現在發展趨勢了四十多年。這幾十年的快速發展也讓該技術從開始的認知科學基礎理論漸變為一種使用于診療等行業的實踐活動，該工藝的發展方向可能是前途無量的。伴隨著時間的變化，科技進步的發展，不一樣種類的腦機接口也逐步在人們及智慧生物的身上運用。

4經腦機接口治療的抑郁患者研究進展

Friedrich等人們在一系列神經系統意見反饋練習科學研究的基本上開展了具體描述，覺得根據定量分析EEG的腦神經意見反饋練習做為抑郁癥的人性化治療方法是有效的。她們還提議開發設計一個平臺游戲，包含根據客戶個人行為、神經系統生理和/或周邊生理需要的社交互動和特殊意見反饋。終極目標是加強關鍵的個人行為，例如應用神經系統個人行為數據信號開展社會發展互動交流，以推動抑郁癥病人的個人行為、認知能力和心態改進。依照這一構思，一些科學研究的確認為應用綠色生態、實際和互動式虛擬環境可能是處理大家都知道的ASD試驗者在日常生活自然環境中修復社交媒體專業技能的一般化問題的方式。戈蘭和巴龍·沃斯特明確提出，對抑郁癥病人在原來藥品和心理療法的基本上應用電子計算機干涉，可以在相對高度規范化、可預估和可控的條件中塑造專業技能，與此同時容許本人以自身的效率和工作能力水準工作中。

除此之外，呂寶糧等人討論多模態感情腦機接口在抑郁癥客觀性評定和難治性抑郁癥腦深層電刺激性醫治中的運用。在抑郁癥客觀性評定層面，最先將傳統式的評定量表轉換成感情互動實驗。根據多模態感情腦機接口，同歩收集腦電波和眼動等多模態數據信息。根據多模態深度神經網絡和遷移學習等深度學習技術，搭建可精準區別抑郁狀態的理性評定系統軟件。在難治性抑郁癥腦深層電刺激性神經系統調節醫治層面，根據多模態感情腦機接口和增強學習優化算法，完成腦深層電刺激刺激主要參數的自動調節和人性化，提高難治性抑郁癥醫治的實際效果。

Claudia等人詳細介紹一種根據正念減壓的互動交流技術，以改進經歷過抑郁癥的人的身心健康。根據Anima腦機接口系統軟件帶來根據訓練期內進行的正念減壓情況的轉化成性調色盤來提高薔薇的上色。研究表明，按時正念練習被證實對身心健康有益處，并能避免抑郁癥復發。以新技術為媒體的介入對策可以推動正念減壓的消化吸收和不斷訓練，以腦機接口做為互動交流系統軟件具備實效性。

除此之外，腦機接口技術還大多數運用于重度抑郁癥確診和鑒別，有利于更快的歸類醫治，逐一提升。李春彬等人明確提出了一種根據卷積神經網絡與特征融合的腦電波抑郁癥診斷方式，該方法應用卷積神經網絡獲取腦電子信號的時域與空間特征，并開展特征融合，接著進行歸類。高忠科等人設計方案一臺根據腦機接口和深度神經網絡的中度抑郁癥識別系統軟件，腦電波剖析對系統收集到的EEG腦電子信號開展剖析，創建雙層腦部社會網絡，歸類識別技術在雙層腦部社會網絡基本上，對腦部情況開展精準鑒別，進行識別全過程，通過特定頻次的收集全過程和識別全過程，系統軟件將得出被試者歸屬于平常人或中度抑郁癥的概率，從而實現對中度抑郁癥病人的識別每日任務。Cai等人根據結合不一樣的EEG數據庫來搭建一種新的多模態實體模型，這種數據庫處在中性化，陰性和陽性聲頻刺激性下，以區別抑郁患者和常規對照實驗。選用特點級結合技術結合不一樣形式的腦電數據信息，搭建抑郁癥鑒別實體模型。此項科學研究很有可能為鑒別抑郁癥病人給予全新構思。

結語

近些年，抑郁癥病人的總數不斷提升，抑郁癥早已變為了全世界健康問題的一個巨大壓力。抑郁癥有眾多發病原因，例如突然間的重要精神實質打壓或連續的較大工作壓力，均有可能造成包含抑郁癥以內的精神疾病。根據腦機接口新技術應用可以讓大家更為客觀性地掌握自己的精神實質身體狀況，讓抑郁癥病人在發病初期意識到問題，進而立即就診并采用診治對策。基于此，本文在闡述抑郁癥及其大腦機制、腦機接口技術發展的基礎上，綜述了現階段腦機接口用來抑郁癥患者的實例，并探析其治療原理及效果，為后續腦機接口治療抑郁癥患者提供借鑒意義。

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