想象一个外观时尚、便携的家庭设备，类似于头带或帽子，嵌入了微小的电极。将其戴在头上，这些传感器可以检测微妙的大脑活动，就像脉搏检测智能手表、血压腕带或心率监测器一样。
但这个工具并不是用来检查你的心跳。通过使用先进的实时分析数据的人工智能算法，这样的设备可以在症状明显之前数年寻找阿尔茨海默病的迹象。尽管这种监测器尚未问世，但人工智能可能会使其成为现实。
“读数可能像交通灯系统一样简单——绿色表示健康活动，黄色表示需要注意的情况，红色表示需要咨询医疗专业人员的时候，”梅奥诊所神经学人工智能项目主任大卫·T·琼斯（David T. Jones）说，“你将能够像现在监测心率和血压一样监测大脑健康。我们还没有达到这一步，但这将是未来。”
这样的技术可能还需要十年或更长时间才能广泛使用，但科学进展迅速，”琼斯说。
梅奥诊所的大脑波研究只是科学家们利用人工智能的力量来寻找认知障碍早期指标的一种方式。科学家们正在使用人工智能研究血液生物标志物，其中几种与阿尔茨海默病有关。此外，人工智能还帮助他们寻找将痴呆症与慢性健康状况（如炎症、某些视力问题、高胆固醇、高血压、糖尿病和骨质疏松症）联系起来的数据。
“我们希望能够尽早检测到痴呆症，”国家老龄化研究所神经科学部副主任珍妮·拉金（Jennie Larkin）说，“人工智能主要有助于理解和管理传统分析方法无法处理的大量复杂数据。其潜力在于成为帮助我们理解丰富医学数据并识别我们无法独立发现的可能性的出色助手。”
快速提供答案
人工智能已经在其他医疗保健环境中使用，包括乳腺X光筛查，研究人员对其在大脑健康方面的潜在贡献感到兴奋。
“人工智能应加速我们预测慢性疾病风险增加的能力，”芝加哥医学院神经退行性疾病和治疗中心细胞与分子药理学教授兼学科主席朱迪·波塔什金（Judy Potashkin）说。
根据美国疾病控制与预防中心的数据，阿尔茨海默病是最常见的痴呆症形式，2020年估计有580万65岁以上的美国人受其影响。预计到2060年，这一数字将几乎翻三倍，达到1400万。该疾病的特点是进行性记忆丧失、性格变化，最终无法完成日常任务，如洗澡、穿衣和支付账单。
一些人对人工智能的日益使用感到担忧，担心它会取代人类的工作。但专家坚持认为，它只会增强人类的工作。
“人工智能功能强大，拥有许多数据库可供搜索，并且可以以惊人的速度进行，”纽约大学朗格健康学院生物伦理学教授阿瑟·卡普兰（Arthur Caplan）说，“人类会疲劳，而人工智能不会。”
发现人类难以察觉的模式
人工智能还有潜力缩小经验丰富的临床医生和经验较少的提供者之间的差距。例如，人工智能可以识别患者声音的细微变化，帮助诊断帕金森病、阿尔茨海默病或肌萎缩侧索硬化症（ALS）。琼斯说：“专家所做的很多工作涉及从培训和经验中识别模式，这是人工智能可以帮助非专家复制的。”
在琼斯认为最终可能导致家庭监测器的大脑波研究中，梅奥诊所的科学家使用人工智能扫描脑电图（EEG），寻找认知问题患者（如阿尔茨海默病患者）特有的异常模式。他们研究了11,000多名在梅奥诊所接受脑电图检查的患者的数据，发现了特定的差异，包括大脑前后部分脑波的变化。
“人类看不到这些变化，但机器可以看到，”琼斯说。希望有一天，临床医生可以使用人工智能在记忆力问题变得明显之前及早发现这些模式。
马萨诸塞州总医院的一个团队使用人工智能和磁共振成像（MRI）开发了一种算法来检测阿尔茨海默病。他们使用来自约2,300名阿尔茨海默病患者和约8,400名非患者的近38,000张脑部图像训练模型。
然后，他们在五个图像数据集中测试了该模型，以查看其是否能准确识别阿尔茨海默病。研究作者之一、医院系统生物学中心放射学研究员马修·莱明（Matthew Leming）说，该模型的准确率为90.2%。
未来研究中解释MRI数据的一个挑战是，“人们通常只有在出现其他症状时才会来做MRI扫描，这可能会混淆结果。”他说，“如果一个人来医院做MRI，通常不是因为他们健康。”
用胆固醇或骨质疏松症预测阿尔茨海默病
在加州大学旧金山分校，研究人员使用人工智能设计了一种算法，确定某些健康状况是否可以预测谁将来可能发展成阿尔茨海默病。这些状况包括男性和女性的高血压、高胆固醇和维生素D缺乏，男性的勃起功能障碍和前列腺肥大，以及女性的骨质疏松症。
他们使用一个包含超过500万名有和无阿尔茨海默病的患者的临床数据库设计了该模型。在一组非阿尔茨海默病患者中，该算法在七年内准确预测了72%的患者最终会被诊断为阿尔茨海默病。
“这项研究提出了一个令人充满希望的前景，即预防和治疗这些状况可能有助于防止未来的痴呆症，”研究作者之一爱丽丝·唐（Alice Tang）说。她补充道，重要的是要记住，“并非所有患有阿尔茨海默病的人都有这些状况，也并非所有有这些状况的人都会发展成阿尔茨海默病。这只是个警示信号。一种需要进一步研究的预测工具。”
人们愿意知道吗？
一些专家敦促谨慎，强调人工智能的许多工作仍处于初步阶段。“我们不一定有足够的数据来验证这些工具是否能够预测某人的风险，”阿尔茨海默病协会科学参与副总裁丽贝卡·埃德尔迈尔（Rebecca Edelmayer）说。
目前，阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症通常只有在症状出现后才被诊断出来。有一些药物可能减缓其进程，但并非对所有人都有效，且其效果可能会随时间减弱。
人工智能早期诊断的潜力引发了与早期基因检测相同的许多问题。“总的来说，人工智能在这种情况下是一件好事，”卡普兰说，“但它有一个很大的‘但是’，”包括健康保险和雇主歧视的潜在风险，他说。但他补充说，最大的问题是：“人们会想知道吗？如果想，他们会怎么处理这些信息？”
巴尔的摩的一位退休科学作家乔尔·舒尔金（Joel Shurkin）的妻子、海洋生物学家卡罗尔·霍华德（Carol Howard）于2019年因早发性阿尔茨海默病去世，享年70岁。“除了少数药物外，没有什么可做的，”他说，“我什么都不会做。”
来自马里兰州贝塞斯达的76岁的凯瑟琳（Kathleen，为保护隐私仅使用化名）的82岁丈夫于4月因阿尔茨海默病并发症去世。她的公婆和大姑子也都死于该病，因此夫妻俩在丈夫70多岁时被诊断出时并不惊讶。“我们已经生活在风险中，并且把事情安排妥当，”她说。提前知道“预示着一段漫长而缓慢的死亡，带来毁灭性的心理和经济后果，”她说。
他们的女儿，现年40多岁，报名参加了监测她大脑健康的研究所，希望及早发现病情。凯瑟琳相信人工智能研究最终将在早期诊断和治疗方面取得重大突破。“我认为这将是奇迹般的，”她说。
卡普兰说，知道痴呆症即将来临有一些好处。“你可以规划你的生活，”他说，“明年就去度假而不是等待。把事情安排妥当。讨论这个问题，让每个人都有准备，这对其他人有很大的价值。”
国家老龄化研究所的拉金指出，更早发现疾病“可能为新治疗方法提供机会。”“我们学到的越多，就越充满希望，”她说。卡普兰同意这一点。“一旦你无法说话和行走，修复大脑就非常困难，”他说，“早期检测提高了在损害发生之前尝试新干预措施的希望。我不是说这一定会发生，但人工智能的潜力确实打开了大门。”
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