在你安静地睡觉时，你的大脑正在努力工作。它发出微小的电信号，在你大脑深处的网络中传播。多年来，科学家们知道这些模式讲述了关于你健康的许多故事——但现在，新的研究表明它们还可能预测你的记忆是否会衰退。
来自Mass General Brigham的研究人员开发了一种能够读取这些电信号（称为脑电波）的人工智能工具。他们使用了一种称为脑电图（EEG）的技术，通过放置在头皮上的传感器记录睡眠期间的大脑活动。这项研究的结果发表在一份顶级期刊上，显示该AI可以识别出早期的记忆丧失迹象——甚至在症状出现之前数年。
这一进展可能是对抗阿尔茨海默病等疾病的关键。早期检测为医生和患者提供了宝贵的时间。通过适当的生活方式改变和医疗护理，有可能减缓甚至阻止进一步的衰退。
微小的波，重要的线索
这项研究集中在65岁以上的女性数据上。这些女性参与了早期的一项睡眠和健康研究，并且当时她们的认知能力正常。作为那项研究的一部分，她们在一个晚上连接了EEG机器，记录了她们在睡眠期间的大脑活动。她们还完成了一系列心理测试。
五年后，她们再次进行了同样的心理测试。到那时，281名女性中有96人出现了明显的记忆和思维问题，即认知障碍。
研究人员使用先进的工具，包括人工智能和信息理论技术，回溯并研究了原始睡眠会话中的脑电波数据。他们发现，后来显示出记忆问题的女性在脑电波上有细微差异——特别是在深度睡眠期间活跃的一种称为伽马波的类型。
“大脑在任何症状出现之前很久就留下了麻烦的迹象，”帮助领导这项研究的科学家Shahab Haghayegh说。“通过高级分析和人工智能，我们可以在一个晚上的EEG记录中找到这些信号。”
该AI工具正确预测了约85%的病例，总体准确率为77%。对于一项在任何疾病迹象出现之前进行的测试来说，这是一个强有力的结果。
为什么早期检测很重要
记忆问题通常不会一夜之间开始。在大多数情况下，大脑的变化早在你注意到任何问题之前就已经开始了。医生称这是认知衰退的“临床前”阶段。在这个阶段进行治疗可能会产生最大的影响。
目前，像阿尔茨海默病这样的疾病的治疗方法在早期阶段最有效。但如果你等到症状出现，很多选择可能已经来不及了。因此，及早发现警告信号非常重要。
“新批准的阿尔茨默病治疗方法在痴呆症的早期阶段非常有效，但在更晚期阶段则不然，”该研究的另一位主要研究员Kun Hu博士说。“在人们表现出认知衰退迹象之前进行干预可能会更加有效。”
这种测试可以给人们更多的时间来采取行动。他们可能会调整饮食、增加锻炼或改善睡眠习惯——这些生活方式的改变与更好的大脑健康有关。医生也可以更早开始治疗，成功率更高。
简单的测试，巨大的潜力
这个发现之所以令人兴奋，是因为它来自于一个非常简单的测试。EEG是无痛、安全的，并且已经在世界各地的医院中使用。研究人员相信这种脑扫描可以成为常规健康检查的一部分，特别是对老年人。
这项测试只使用了一个晚上的睡眠数据，但研究团队表示未来的研究可能会做得更多。“多个晚上的EEG数据可能对未来认知障碍的预测更为准确，”Hu说。
就像一张照片展示一个瞬间一样，一整本相册则能讲述一个更清晰的故事。研究人员希望在未来，人们可以在家中佩戴特殊的EEG头带，以便在睡眠时收集多个晚上的脑电波数据，而无需去医院。这将使早期测试变得更加容易和经济实惠。
展望未来
这项研究还为另一个大胆的想法打开了大门：如果我们在记忆问题开始之前就能改变这些脑电波模式呢？
Haghayegh和Hu已经在计划一项临床试验来测试这一点。他们想看看在睡眠期间给予大脑一个小的电脉冲是否可以调整AI工具识别出的波形模式。如果成功，这可能会减缓甚至防止认知衰退。
“我们不仅在关注预测，”Haghayegh说，“我们还在问是否可以改变未来。”
然而，目前的研究结果仍有一些限制。这项研究仅针对老年女性，并且只使用了一个晚上的EEG数据。研究人员表示，现在需要在更多样化的群体中测试他们的工具，包括男性和年轻人，以确认结果。
他们还想看看在其他发展记忆问题的人身上是否会出现相同的伽马波活动变化。这将有助于证明他们发现的脑电波信号确实与未来的认知衰退相关。
即使如此，这些初步结果也标志着一个重大进步。
“这项研究特别重要的是，我们可以通过一个简单的夜间EEG记录来识别那些有风险的人，”Haghayegh说。“这可能会彻底改变我们预防痴呆症的方法。”
一种新的观察大脑的方式
科学界长期以来一直在寻找更好地理解大脑衰老的方法。MRI扫描可以在损伤发生后显示出来。血液测试可以提供疾病标志物的线索。但直到现在，很少有工具能够在大脑看起来仍然健康时发现早期的衰退迹象。
这种基于AI的EEG工具可能是答案。它让医生能够实时了解大脑的功能——并且是在自然睡眠状态下。
它是非侵入性的。它易于使用。而且它可能会给人们带来保持头脑敏锐所需的时间。
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