剑桥研究人员表示，人工智能可以在主要症状出现之前很久——在某些情况下甚至在任何症状出现之前——通过简单的脑部扫描发现痴呆症的早期迹象。
痴呆症的特征是大脑中不同类型蛋白质的积累，这会损害脑组织并导致认知能力下降。 如果是 阿尔茨海默氏症 疾病，这些蛋白质包括β-淀粉样蛋白，它形成“斑块”，在神经元之间聚集在一起并影响它们的功能，以及在神经元内积聚的tau。
大脑的分子和细胞变化通常在出现任何症状之前很多年就开始了。 诊断痴呆症可能需要几个月甚至几年的时间。 它通常需要两次或三次医院就诊，可能涉及一系列 CT、PET 和 MRI 扫描以及侵入性腰椎穿刺。
健康志愿者的 MRI 脑部扫描。 学分：蒂莫西·里特曼
由剑桥大学的 Zoe Kourtzi 教授和艾伦图灵研究所领导的一个团队开发了机器学习工具，可以在早期阶段检测患者的痴呆症。 使用继续发展为阿尔茨海默氏症的患者的脑部扫描，他们的机器学习算法学会了发现大脑中的结构变化。 当与标准记忆测试的结果相结合时，该算法能够提供一个预后评分——即个体患有阿尔茨海默病的可能性。
对于那些表现出轻度认知障碍（记忆丧失迹象或语言或视觉/空间感知问题）的患者，该算法在预测那些继续发展为阿尔茨海默病的个体方面的准确率高于 80%。 它还能够预测他们的认知随着时间的推移会以多快的速度下降。
阿尔茨海默病患者的 MRI 脑部扫描。 信用：蒂莫西里特曼
剑桥大学心理学系的 Kourtzi 教授说：“我们训练了机器学习算法，通过寻找大脑中灰质损失的模式——本质上是磨损——来发现痴呆的早期迹象。 当我们将其与标准记忆测试相结合时，我们可以预测一个人的认知能力下降速度是较慢还是较快。
“我们甚至能够识别出一些尚未出现任何症状但继续发展为阿尔茨海默氏症的患者。”
“随着时间的推移，我们希望能够在患者出现症状前五到十年识别出他们作为健康检查的一部分。”
- Zoe Kourtzi 教授，心理学系
尽管该算法已针对寻找阿尔茨海默病的迹象进行了优化，但 Kourtzi 教授及其同事现在正在对其进行训练，以识别不同形式的痴呆症，每种痴呆症都有其自身特征性的体积减少模式。
临床神经科学系的 Timothy Rittman 博士和剑桥大学医院 (CUH) NHS 基金会信托基金的一部分 Addenbrooke 医院的顾问现在正在领导一项试验，以研究这种方法在临床环境中是否有用。
“我们已经证明这种方法在研究环境中有效——我们现在需要在'现实世界'环境中对其进行测试，”Rittman 博士解释说。
迄今为止，约有 80 名患者参加了该试验，该试验由 CUH、剑桥郡和彼得伯勒 NHS 基金会信托基金以及布莱顿的两个 NHS 信托基金运营。
Rittman 博士解释说，及早发现痴呆症很重要，原因有几个。 “当患者开始出现记忆和认知问题时，可以理解这是一个非常困难的时期。 能够提供准确的诊断使他们更加清楚，并且根据诊断结果，可以让他们放心，也可以帮助他们和他们的亲人为长期做好准备。”
“如果我们及早发现这种疾病，我们可以建议改变生活方式——例如服用降压药、改善饮食和锻炼、戒烟——这可能有助于减缓疾病的进展。”
- 蒂莫西·里特曼博士
目前很少有药物可用于帮助治疗痴呆症。 临床试验经常失败的原因之一被认为是因为一旦患者出现症状，可能为时已晚，无法做出重大改变。 因此，能够在早期阶段识别个体可以帮助研究人员开发新药。
如果试验成功，该算法可能会推广到全国数千名患者。
与阿尔茨海默病一起生活
Addenbrooke 的病人 Dennis Clark 是该国第一批参加新试验的人之一。 在封锁之前，这位 75 岁的退休销售总监一直与妻子 Penny 一起享受退休生活，去度假并遛两条狗。 但是佩妮很快就注意到他开始忘记事情了。
“如果我让他做某事，他会做相反的事情。 然后当我们出去吃饭时——由于封锁，我们很长时间没有这样做——他不记得如何支付任何费用。”
当一向以自己的外表为荣的丹尼斯开始一遍又一遍地穿同样的衣服时，佩妮决定打电话给全科医生寻求帮助。
“全科医生通过电话进行了快速测试，并说需要转介丹尼斯。 我听说 Addenbrooke 有一个非常全面的记忆单元，所以我很高兴我们能够被推荐到那里。
“我们进行了初步咨询，我们被问到是否想走研究路线，我真的很想让丹尼斯这样做，因为它不仅帮助了他，也帮助了其他人。”
丹尼斯接受了核磁共振扫描，同一天晚些时候，他和彭尼收到消息，他的结果与阿尔茨海默病的早期发病一致。 丹尼斯将开始服用药物来帮助治疗阿尔茨海默病的症状。
“我们非常感谢 Addenbrooke's，并会建议其他人也参加试验。 更快的诊断意味着丹尼斯将能够开始用药，有望延缓他的疾病。 这也意味着我们可以规划未来并开始接受正在发生的事情。”
案例研究由 剑桥大学医院 NHS 基金会信托.
参考文献：
Joseph Giorgio、William J Jagust、Suzanne Baker、Susan M. Landau、Peter Tino 和 Zoe Kourtzi 为阿尔茨海默病神经影像学倡议撰写的“预测无症状和早期阿尔茨海默病中未来的区域 tau 积累”，17 年 2020 月 XNUMX 日， bioRxiv.
DOI：10.1101 / 2020.08.15.252601
Joseph Giorgio、Susan M. Landau、William J. Jagust、Peter Tino 和 Zoe Kourtzi 为阿尔茨海默病神经影像学倡议撰写的“阿尔茨海默病导致认知衰退的预后轨迹建模”，26 年 2020 月 XNUMX 日， NeuroImage：临床.
DOI：10.1016/j.nicl.2020.102199
