W患有交流障碍失语症的中风患者接受语言治疗, 结果往往各不相同. Some survivors recover their language skills almost completely; others show only partial improvement. 造成这些截然不同的反应的原因往往不太明显.
安妮杆, 医学院行为神经科学的博士生, 想要找出哪些因素对语言恢复有最重要的影响，以及是否可以从一开始就预测病人对治疗的反应. 2021年，她与 Swathi Kiran萨金特百货公司的主任 失语研究实验室 以及James and Cecilia Tse Ying神经康复学教授, 以及来自澳门赌场官网的跨学科研究团队, 西北大学, 和约翰霍普金斯大学, 研究机器学习在预测失语症幸存者语言恢复成功方面的应用.
“这是第一批使用这种方法研究失语症患者的研究之一,毕洛(23届医学硕士)说。. “提前知道人们将如何康复对病人自己和他们的家人来说非常重要, 这样他们就可以计划他们的生活将受到怎样的影响. 对于临床医生来说，选择对患者最有利的最佳治疗方法也很重要.”
失语症是一种沟通障碍，由大脑中控制语言形成和处理的部分受损引起. 在研究的最初阶段, 55名患有失语症的中风幸存者在中风后至少6个月接受了治疗, 西北大学, 或约翰霍普金斯大学，在12周内每周学习两小时. 研究人员之前对参与者进行了行为评估, 谁, 杆说, 表现出不同程度的失语症. 该疗法针对的领域包括命名, 语法的处理, 还有拼写——所有这些都会在中风后受损. 研究人员还对患者的大脑进行了功能磁共振成像扫描，以收集神经成像数据. 正如预期的, 在治疗结束时, 一些参与者几乎完全恢复了他们的语言技能. 其他国家则没有恢复得那么好.
开发模型
疗程结束后, Billot会见了澳门赌场官网计算机科学系的同事 Rafik B. 哈里里计算和计算科学研究所 & 工程该公司为该项目提供了资金. 他们要弄清楚从神经成像和行为评估中收集到的所有数据, 再加上病人的背景资料, 比如人口统计信息, 可以用来开发机器学习模型来预测病人最终如何康复吗. 比洛特和她的同事们还想知道哪种类型的信息对一个模型做出最准确的预测是最重要的.
基兰说:“这种工作改变了临床领域的游戏规则。. “对于计算机科学或数据科学领域来说，这不是一种新方法. 他们已经开发了这些模型，并将其应用于这些不同的问题, 比如天气预报和气候可持续性. 但是当你把这些模型应用到中风康复中, 你现在有办法对什么对恢复最重要做出非常具体的预测.”
这种工作改变了临床领域的游戏规则.
——Swathi Kiran
研究人员发现，预测中风后语言恢复的最佳数据组合包括失语严重程度, 中风的病变在哪里，大小如何, 人口统计数据，比如年龄和教育水平, 静息状态连通性，即大脑的不同区域在休息时如何协同工作. 中风后大脑的连通性保存得有多好，是预测幸存者能否完全康复的关键因素——这是该研究的一个突破, 比洛特和基兰说.
“当你中风的时候, 你的大脑语言区域的一个或多个部分严重受损,基兰说。. “剩下的是什么, 大脑的各个区域是如何相互同步的, 似乎可以预测一个人通过干预能恢复多少. 我认为这是一件大事，因为它表明剩下的是有效的. 有效的方法可以预测一个人在治疗后的改善程度.”
Billot看到了扩大研究的机会, 利用机器学习为失语症患者开出最有希望的治疗方案. “通过这项研究, 我们更关注的是哪种类型的数据可以帮助我们预测一个人对语言治疗的总体反应,比洛特说. “下一步是知道我们需要使用哪些数据, 看看每一种治疗方法, 然后真正实现这种精准医疗，这是最终目标.”