澳门威斯尼人网站豆蔻梢头探毕竟,人工智能可助尽早诊断性冷淡

日期:2020-01-27编辑作者:澳门威斯尼人网站

来源:新华网 发布时间:2019/8/5 10:48:16 选择字号:小 中 大 人工智能可助尽早诊断自闭症 自闭症谱系范畴的神经发育性疾病通常要到孩子几岁时才会被确诊,但那时对患者的干预和治疗已过了最佳时期。近日发表在美国《国家科学院学报》上的一项新研究显示,利用人工智能分析瞳孔变化或心率波动可帮助尽早诊断这类疾病。此前研究发现,自闭症谱系障碍患者的大脑胆碱能神经环路异常,而大脑胆碱能神经环路异常会伴随患者瞳孔自发扩张或收缩以及心率异常。美国波士顿儿童医院的研究人员观察了实验鼠的瞳孔变化,发现在实验鼠的自闭症症状出现之前,其瞳孔扩张和收缩就已经发生了改变。基于对这些实验鼠约60小时的观察,研究人员训练了一种深度学习算法,用以识别出异常的瞳孔变化模式。然后,研究人员用这个算法分析了35名患有瑞特综合征的女孩以及对照组的40名正常女孩的瞳孔变化情况。瑞特综合征是属于自闭症谱系范畴的神经发育性疾病,患者智力迟钝,并会出现类似自闭症的症状。为避免检测瞳孔造成被检测对象的不安,研究人员使用心率波动作为量化标准。研究人员发现,该算法仍成功识别出了患有瑞特综合征的女孩,一两岁婴幼儿诊断准确率为80%。研究人员表示,这种非侵入性且易于评估的方法可成为婴幼儿神经发育问题的筛查工具,用于追踪他们的发育情况。该算法不仅可以为瑞特综合征等自闭症谱系障碍提供早期预警信号,未来也可以用于监测患者对治疗的反应。特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的来源,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

药明康德AI/报道

自闭症和其他神经发育障碍通常要到孩子几岁时才会被诊断出来,那时针对行为和语言方面的干预治疗效果不能达到最好。因此,迫切需要定量的、非侵入性的、转化性的生物标记物来进行早期检测和跟踪。近期发表在《美国科学院院刊》上的一项研究表明,有两种简单可量化的测量方法——检测瞳孔收缩/扩张或心率变化,可以更早地诊断出雷特综合症,以及其他可能具有自闭症特征的疾病。

这项研究由波士顿儿童医院(Boston Children' s Hospital)神经科学家Michela Fagiolini博士和Pietro Artoni博士主导。研究揭示了一种机器学习算法,该算法可以准确检查小鼠模型中的瞳孔异常情况,可预测孤独症谱系障碍(ASD, Autism Spectrum Disorder)。这项研究也进一步表明,该算法可以准确地检测出女孩是否患有雷特综合征。雷特综合症,属于神经发育障碍类疾病,主要由X性染色体上MeCP2基因突变所致,患者多数为女孩。临床症状于出生后6-18个月逐渐显现,主要表现为头部发育缓慢,已获得的语言及手部目的性运动技能消退,智力障碍,呼吸功能障碍及自闭倾向等。

Fagiolini博士及其同事希望这个系统不仅可以为雷特综合征提供早期预警信号,而且可以为ASD提供早期预警信号。未来,他们相信这个系统更可以用于实时监测患者对治疗的反应,以便医生可随时根据患者治疗情况对治疗方案进行调整。目前,一项使用氯胺酮治疗雷特综合症的临床试验正在进行中,研究团队还计划进行基因疗法试验。

自闭症的觉醒

Fagiolini博士和Artoni博士与波士顿儿童医院多为专家进行密切合作,基于他们认为患有自闭症的人群的行为状态会因疾病而受到影响。先前的证据表明,大脑中与觉醒有关的胆碱能神经受到了特别的干扰,而觉醒本身会影响瞳孔的自发扩张/收缩和心率。

澳门威斯尼人网站 1

图片来源: Pixabay

Fagiolini博士的团队在波士顿儿童F.M.Kirby神经生物学中心IRCN的支持下,开始观察几种ASD小鼠模型的瞳孔波动。包括特发性和遗传性(CDKL5-和mecp2-缺陷)小鼠模型。研究小组发现,这些模型均显示早期胆碱能神经调节受损,反映在自发瞳孔波动的改变上。这说明,在这些小鼠开始出现自闭症状之前,瞳孔就已经自发扩张/收缩。

在自闭症状出现之前就已存在的瞳孔异常,可以通过选择性表达胆碱能回路中的MeCP2得到恢复。因此,研究团队训练了一个神经网络(ConvNetACh),以97%的准确率识别胆碱能敏感性增强小鼠的这些唤起波动模式。随后,ConvNetACh成功地在所有ASD小鼠模型中检测到损伤,除了获得MeCP2 干预的小鼠。这也意味着,对自发觉醒波动的深度学习可以检测神经发育小鼠模型和患者的早期胆碱能缺陷。

ConvNetPatients预测女孩是否患有雷特综合症

接着,研究团队通过直接对雷特综合征患者的心率变化数据进行最后一层ConvNetACh的再训练,从而生成了ConvNetPatients,它是一个能够将雷特综合症患者与正常发育的受试者区分开来的神经网络。

研究小组将该算法应用于一组对照实验中,这组实验包含了35名患有雷特综合征的女婴和40名正常发育生长的女婴。由于检查女婴的瞳孔会导致其焦虑情绪,影响对照实验的结果,所以研究团队改用心率的起伏波动来检测她们的觉醒程度。尽管没有直接检测瞳孔的变化,该算法还是以80%的准确率确定了哪些女婴是雷特综合症患者。

澳门威斯尼人网站 2

图片来源: Pixabay

Fagiolini博士和Artoni博士发现,自主觉醒是大脑的一种属性,它存在于不同的物种中,大脑自发觉醒是能够改变神经发育轨迹的重要因素。

在之前的一项研究中,Fagiolini博士表明,视觉诱发电位电生理现象(注:在视野范围内,以一定强度的闪光或图形刺激视网膜,可在视觉皮层或头颅骨外的枕区记录到电位变化。是研究人类的感觉机能、神经系统疾病、行为与心理活动等的重要手段。)也可以作为预测雷特综合征的潜在生物标志物。她认为,将瞳孔变化、心率变化以及视觉诱发电位电生理现象这些生物标记物结合在一起,可以为幼龄阶段儿童提供先进的、低费用的疾病筛查工具,从而提前向其父母预警即将出现的神经发育问题,并对这些幼儿的发育情况及治疗进展进行实时跟踪。

药明康德AI整理编译

来源:neurosciencenews.cmo

题图来源:Pixabay

参考资料:

1]Pupil dilation and heart rate, analyzed by AI,may help spot autism early Jul24,2019 from

2]Deeplearning of spontaneous arousal fluctuations detects early cholinergic defectsacross neurodevelopmental mouse models and patients Jul 22, 2019

from

本文由澳门威尼斯人app发布于澳门威斯尼人网站,转载请注明出处:澳门威斯尼人网站豆蔻梢头探毕竟,人工智能可助尽早诊断性冷淡

关键词:

三手烟有损细胞DNA和线粒体

作者:刘海英 来源:科技日报 发布时间:2019/7/2 14:07:41 选择字号:小 中大 三手烟有损细胞DNA和线粒体美国加州大学...

详细>>

转运体可助修复受损脑细胞,新脑细胞的产生在阿尔茨海默病中

来源:新华网 发布时间:2019/7/26 15:06:43 选择字号:小 中 大细胞“货物”转运体可助修复受损脑细胞 日本研究新方法...

详细>>

首例霸王龙足迹,研究实现利用思维简单控制电脑

笔者:张家伟 来源:中国青年网 发表时间:2019/7/29 13:12:17 选取字号:小 中山大学 新工夫有希望让截肢职员更加灵活...

详细>>

黑暗恐惧,全球首例iPS细胞培养角膜移植成功

我:华义 来源:中国青少年报 发布时间:2019/8/30 10:12:08 接收字号:小 中 大东瀛实行环球首例iPS细胞角膜移植手術...

详细>>