经脑机接口治疗的抑郁患者研究进展

张夏月 李涛 张宇 陈宇航 陈克新

摘要：抑郁症是一种以病人在情绪障碍和认知功能上存有阻碍为主要表现的常见病，因为其高发病率，这类病症具备重要的经济和社会影响。然而现如今随着脑机接口的诞生，已越来越多地用于神经及情感控制，其代表了最为先进的康复治疗手段，并已显示出有希望的结果。基于此，本文在阐述抑郁症及其大脑机制、脑机接口技术发展的基础上，综述了现阶段脑机接口用来抑郁症患者的实例，并探析其治疗原理及效果。

关键词：脑机接口;脑电;抑郁症;情感障碍;治疗

1 抑郁症概述

1.1抑郁症简介

抑郁症是精神疾病的一种，以明显而长久的心情消沉为首要特点，也是一种常见的疾病。伴随着社会经济的快速发展趋势，大家的日常生活快节奏、工作压力太大，抑郁症的发病率也是明显提升。虽然每个人偶尔都会感到抑郁或悲伤，但抑郁患者的这种感觉更强烈，持续时间更长。抑郁症患者还可能伴有以下症状：兴趣和活动显著减少;缺乏活力并且易于疲劳;睡眠困难;很难集中注意力和犹豫不决;食欲或体重的变化;感到悲观、绝望和焦虑;有自杀倾向;持续的身体症状等。

1.2抑郁症成因及防治

抑郁症形成原因繁杂，可能是社会发展、心理状态和生物因素相辅相成导致的。抑郁症是可以预防和诊治的，如积极主动维持乐观向上的心理状态，学会释放压力，掌握抑郁症的初期征兆，倘若发生有关情况立即寻求帮助等均可以防止抑郁症的发生。而抑郁症的治疗包含心理疗法、用药治疗及其二者的融合。其中心理疗法主要是协助病人学习培训新的思维模式，以积极主动的行为解决和摆脱抑郁症症状，而用药治疗可以提高脑部调整情绪及释放压力的工作能力。

2 抑郁症的大脑机制

抑郁症的关键病症是情绪障碍和认知功能的更改，但这种病症的人脑体制迄今仍不清楚，也吸引住着许多学者开展研究。在对抑郁症脑部体制的研究过程中，脑电波（electroencephalography，EEG）、fMRI等技术也是至关重要的专用工具。Acharya 等人的研究发现，应用右边大脑半球的 EEG 数据信号比左边更易于区别出抑郁症病人和正常人。换句话说，抑郁症病人的右边大脑半球与左边对比很有可能是在作用主题活动上发生了更加显著的转变。1972 年，Nauta 明确提出了“神经解剖环路”的定义，包含边缘系统-皮层-纹状体-苍白球-中脑环城路。有大量的研究表明，抑郁症病人存有神经解剖环路的作用出现异常，尤其是颞叶皮层、杏仁核和海马。

3脑机接口技术概述

3.1脑机接口简介

脑机接口（英语名叫 Brain Computer Interface，通称 BCI），它是一种脑部和外围设备中间的立即通道，该通路不必通过人的中枢神经系统或是脊柱。从端口的应用目地看来，可以分成医治性脑机接口和提高性脑机接口。前面一种以医治病人的中枢神经系统为目地，提升病人的生活品质，协助病人过上普通人的日常生活。后面一种致力于提高平常人的身体机能，使其可以提升原本的生理学情况。

3.2脑机接口发展历程

该技术来源于上世纪七十年代，这一专业术语最先由丹麦裔英国电脑生物学家维达尔（J.J.Vidal）明确提出，科学研究的目的是根据神经系统鼻子假体协助脑中风病人修复基本上的活动作用。该技术通过了临床实验环节和人们临床医学使用的环节。到现在发展趋势了四十多年。这几十年的快速发展也让该技术从开始的认知科学基础理论渐变为一种使用于诊疗等行业的实践活动，该工艺的发展方向可能是前途无量的。伴随着時间的变化，科技进步的发展，不一样种类的脑机接口也逐步在人们及智慧生物的身上运用。

4经脑机接口治疗的抑郁患者研究进展

Friedrich等人们在一系列神经系统意见反馈练习科学研究的基本上开展了具体描述，觉得根据定量分析EEG的脑神经意见反馈练习做为抑郁症的人性化治疗方法是有效的。她们还提议开发设计一个平台游戏，包含根据客户个人行為、神经系统生理和/或周边生理需要的社交互动和特殊意见反馈。终极目标是加强关键的个人行为，例如应用神经系统个人行为数据信号开展社会发展互动交流，以推动抑郁症病人的个人行为、认知能力和心态改进。依照这一构思，一些科学研究的确认为应用绿色生态、实际和互动式虚拟环境可能是处理大家都知道的ASD试验者在日常生活自然环境中修复社交媒体专业技能的一般化问题的方式。戈兰和巴龙·沃斯特明确提出，对抑郁症病人在原来药品和心理疗法的基本上应用电子计算机干涉，可以在相对高度规范化、可预估和可控的条件中塑造专业技能，与此同时容许本人以自身的效率和工作能力水准工作中。

除此之外，吕宝粮等人讨论多模态感情脑机接口在抑郁症客观性评定和难治性抑郁症脑深层电刺激性医治中的运用。在抑郁症客观性评定层面，最先将传统式的评定量表转换成感情互动实验。根据多模态感情脑机接口，同歩收集脑电波和眼动等多模态数据信息。根据多模态深度神经网络和迁移学习等深度学习技术，搭建可精准区别抑郁状态的理性评定系统软件。在难治性抑郁症脑深层电刺激性神经系统调节医治层面，根据多模态感情脑机接口和增强学习优化算法，完成脑深层电刺激刺激主要参数的自动调节和人性化，提高难治性抑郁症医治的实际效果。

Claudia等人详细介绍一种根据正念减压的互动交流技术，以改进经历过抑郁症的人的身心健康。根据Anima脑机接口系统软件带来根据训练期内进行的正念减压情况的转化成性调色盘来提高蔷薇的上色。研究表明，按时正念练习被证实对身心健康有益处，并能避免抑郁症复发。以新技术为媒体的介入对策可以推动正念减压的消化吸收和不断训练，以脑机接口做为互动交流系统软件具备实效性。

除此之外，脑机接口技术还大多数运用于重度抑郁症确诊和鉴别，有利于更快的归类医治，逐一提升。李春彬等人明确提出了一种根据卷积神经网络与特征融合的脑电波抑郁症诊断方式，该方法应用卷积神经网络获取脑电子信号的时域与空间特征，并开展特征融合，接着进行归类。高忠科等人设计方案一台根据脑机接口和深度神经网络的中度抑郁症识别系统软件，脑电波剖析对系统收集到的EEG脑电子信号开展剖析，创建双层脑部社会网络，归类识别技术在双层脑部社会网络基本上，对脑部情况开展精准鉴别，进行识别全过程，通过特定频次的收集全过程和识别全过程，系统软件将得出被试者归属于平常人或中度抑郁症的概率，从而实现对中度抑郁症病人的识别每日任务。Cai等人根据结合不一样的EEG数据库来搭建一种新的多模态实体模型，这种数据库处在中性化，阴性和阳性声频刺激性下，以区别抑郁患者和常规对照实验。选用特点级结合技术结合不一样形式的脑电数据信息，搭建抑郁症鉴别实体模型。此项科学研究很有可能为鉴别抑郁症病人给予全新构思。

结语

近些年，抑郁症病人的总数不断提升，抑郁症早已变为了全世界健康问题的一个巨大压力。抑郁症有众多发病原因，例如突然间的重要精神实质打压或连续的较大工作压力，均有可能造成包含抑郁症以内的精神疾病。根据脑机接口新技术应用可以让大家更为客观性地掌握自己的精神实质身体状况，让抑郁症病人在发病初期意识到问题，进而立即就诊并采用诊治对策。基于此，本文在阐述抑郁症及其大脑机制、脑机接口技术发展的基础上，综述了现阶段脑机接口用来抑郁症患者的实例，并探析其治疗原理及效果，为后续脑机接口治疗抑郁症患者提供借鉴意义。

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