机器学习揭示了预测中风幸存者恢复语言技能能力的新因素
尽管经过了几个世纪的澳门威尼斯人注册网站研究，人类大脑仍然是科学界最大的谜团之一。大多数澳门威尼斯人注册网站研究关注的是大脑对变化的反应，但澳门威尼斯人注册网站研究人员开始从澳门威尼斯人注册网站研究脑损伤的影响转向澳门威尼斯人注册网站研究恢复和愈合。波士顿大学的神经科学家和计算机科学家合作开发了一种预测中风患者如何恢复说话能力的方法。
这项澳门威尼斯人注册网站研究由一个跨学科团队牵头，包括萨金特学院神经康复学教授Swathi Kiran、行为神经科学博士生Anne Billot、计算机科学系教授Margrit Betke、CISE附属学院电子与计算机工程系教授Prakash Ishwar和计算机科学系博士生Sha (Stan) Lai。澳门威尼斯人注册网站研究结果最近发表在《中风》杂志上。在哈里里澳门威尼斯人注册网站研究所数字健康倡议奖的支持下，这是第一项利用机器学习来了解患者在康复后如何恢复，而不是他们如何受到中风影响的澳门威尼斯人注册网站研究。
当大脑的血液供应受阻时，就会发生中风，这限制了大脑的氧气量，导致脑细胞死亡。如果大脑中控制语言的部分在中风中受损，患者最终会患上一种被称为失语症的语言障碍。患有失语症的人可能仍然有正常的认知功能，但他们在发音上有困难，甚至根本无法说话。
澳门威尼斯人注册网站研究人员想要梳理出中风后哪些因素会影响患者的失语预后。神经学图像、行为信息和人口统计数据都可以为临床医生提供有关失语症患者对康复反应的信息。但到目前为止，还没有一项澳门威尼斯人注册网站研究试图将所有这些信息整合到一个模型中，以确定哪些信息在确定患者预后方面或多或少有用。基兰说：“如果病人进来询问他们是否会好起来，我们不知道该收集什么信息来提供这个答案。”
Lai帮助团队创建了一个预测失语症恢复的机器学习模型，该模型比基本的统计模型考虑了更多的信息。澳门威尼斯人注册网站研究人员使用了从55名失语症中风患者那里收集的三个多月的语言康复数据来训练和测试他们的模型。不出所料，澳门威尼斯人注册网站研究小组发现中风后患者语言障碍的严重程度会影响康复结果。
然而，澳门威尼斯人注册网站研究人员发现了一个临床医生之前没有考虑到的预测失语症恢复的关键因素。静息状态功能连通性，即患者躺着不动时大脑不同部分如何协同工作，对于预测失语症的恢复很重要。了解中风后大脑中通过网络相互沟通的神经元是如何重组的，可以帮助临床医生为患者制定个性化的康复计划。Billot说：“我们的模型可以应用于任何病人，并为临床医生提供指导，告诉他们中风后应该关注哪些数据，以提供良好的预后。”
而且检查大脑的静息状态功能连接很容易——这种体验就像接受常规的MRI（磁共振成像）扫描一样，患者不需要做任何事情。“静息状态fMRI（功能性MRI）对临床医生来说足够简单，”Billot说，“所以这是一个很好的生物标志物，可以在临床常规中应用。”
通过这个项目，神经科学家和计算机科学家分别在计算和临床澳门威尼斯人注册网站研究方面相互学习了很多东西。一旦团队中的每个人都理解了神经科学和计算机科学语言，他们的综合专业知识导致了一项发现，推动了失语症治疗和康复领域的发展。贝特克说：“我认为，来自不同背景的学生彼此之间非常尊重。很高兴看到他们愿意理解另一组的语言，并有能力共同努力解决问题。”
吉娜·曼蒂卡和亚历克斯·约翰逊