隨著全球人口老齡化的加劇，以阿爾茨海默病為代表的認(rèn)知癥被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最大的健康危機(jī)之一。目前臨床上還沒有完全能夠治愈該疾病的藥物，但及早診斷和提前干預(yù)有助于延緩認(rèn)知功能的衰退，而認(rèn)知訓(xùn)練已被證實是緩解病程進(jìn)展的有效手段。
近日，微軟研究院與上海市精神衛(wèi)生中心（俗稱“600號”）攜手展開聯(lián)合研究，基于微軟 Azure OpenAI 服務(wù)中的多模態(tài)大模型，開發(fā)了個性化認(rèn)知訓(xùn)練框架“憶我”（ReMe），擴(kuò)展了自動化認(rèn)知訓(xùn)練的訓(xùn)練范圍，為數(shù)字化認(rèn)知訓(xùn)練提供了新方法，有望幫助延緩認(rèn)知下降。
微軟亞洲研究院副院長邱鋰力告訴第一財經(jīng)記者，這一想法起源于今年4月，希望盡快進(jìn)入到臨床階段，針對早期的阿爾茨海默病患者。同時，微軟亞洲研究院也在嘗試基于可穿戴設(shè)備和無線感知技術(shù)記錄日常生活中的重要節(jié)點(diǎn)和事件，促進(jìn)更便捷的個性化個人記憶訓(xùn)練。
多模態(tài)大模型帶來更全面的認(rèn)知訓(xùn)練方法
認(rèn)知癥，也稱認(rèn)知障礙，是一類影響思維、記憶、注意力、理解力、判斷力和語言等認(rèn)知功能的疾病，包括阿爾茨海默并帕金森并路易體癡呆、腦血管性認(rèn)知障礙等。認(rèn)知癥的發(fā)展是一個漸進(jìn)且不可逆的過程，雖然目前臨床上還沒有完全能夠治愈該疾病的藥物，但及早診斷和提前干預(yù)有助于延緩認(rèn)知功能的衰退，而認(rèn)知訓(xùn)練已被證實是緩解病程進(jìn)展的有效手段。
伴隨多模態(tài)大模型的不斷發(fā)展，其新能力也在不斷涌現(xiàn)，如提供即時的多模態(tài)分析、實現(xiàn)基于世界知識的開放式問答、提供充滿情感的語音交互、整合處理多種感知數(shù)據(jù)等。邱鋰力告訴第一財經(jīng)記者，微軟一直都希望能夠通過包括AI以及大模型等前沿技術(shù)來幫助到醫(yī)療。微軟亞洲研究院的研究員們由此提出了一個設(shè)想：多模態(tài)大模型或許能在認(rèn)知訓(xùn)練方面發(fā)揮重要作用。
由于此前與上海市精神衛(wèi)生中心已經(jīng)有一些項目在開展研究，微軟亞洲研究院與上海市精神衛(wèi)生中心老年精神科團(tuán)隊展開了深入探討與合作。該科室作為上海交通大學(xué)阿爾茨海默病診治中心，是全國最早從事阿爾茨海默研究的科室，2022年被評為國家核心高級認(rèn)知障礙診療中心。圍繞阿爾茨海默病發(fā)病機(jī)制這一課題，該科室展開了卓有成效的工作，形成了一定的研究特色。團(tuán)隊對于認(rèn)知障礙的診治，倡導(dǎo)“從不太早，永不言遲”，并創(chuàng)新地提出“老年認(rèn)知障礙防治上海防治模式”，希望為健康老齡提供切實有用的幫助。
當(dāng)前臨床上的認(rèn)知訓(xùn)練主要依靠照護(hù)者或治療師自行開展，或使用軟件驅(qū)動的數(shù)字療法開展。前者依賴大量人力，成本高昂，給照護(hù)者帶來了沉重的負(fù)擔(dān)；后者則往往類似于標(biāo)準(zhǔn)化考試，缺乏靈活性，患者僅能解答預(yù)設(shè)的謎題，與提高認(rèn)知所需的記憶訓(xùn)練相去甚遠(yuǎn)。此外，現(xiàn)有的數(shù)字療法在軟件應(yīng)用的便捷性、互動性和直觀性方面也存在一定不足，影響了患者的依從性（病人按照醫(yī)生規(guī)定進(jìn)行治療的行為）。就認(rèn)知障礙患者而言，持之以恒地訓(xùn)練對于緩解癥狀至關(guān)重要。
上海市精神衛(wèi)生中心老年科副主任醫(yī)師岳玲指出：“認(rèn)知障礙影響的記憶類型多樣，包括工作記憶、情景記憶和語義記憶等，但現(xiàn)有訓(xùn)練任務(wù)的設(shè)計較為單一，限制了訓(xùn)練內(nèi)容的廣度，很多老人也曾反映游戲內(nèi)容‘枯燥’、‘沒意思’。在多模態(tài)大模型出現(xiàn)之前，軟件驅(qū)動的認(rèn)知訓(xùn)練主要集中于工作記憶訓(xùn)練，而對于與患者日常生活密切相關(guān)的情景記憶和語義記憶訓(xùn)練則鮮有涉及。特別是對于阿爾茨海默病患者，最早受損的往往是與自我相關(guān)的記憶。多模態(tài)大模型的智能化和個性化特點(diǎn)，為認(rèn)知訓(xùn)練提供了新的可能性，使其更貼近日常生活。”
讓認(rèn)知訓(xùn)練既通用又個性化
綜合上海市精神衛(wèi)生中心專家的建議與患者的需求，微軟亞洲研究院的研究員們從易用性、界面友好性、功能專業(yè)性和入門難易度等多個維度出發(fā)，開發(fā)了個性化認(rèn)知訓(xùn)練框架“憶我”（ReMe）。該工具以微軟 Azure OpenAI 服務(wù)為基礎(chǔ)模型，具備即時交互響應(yīng)功能，支持文字、圖像、語音等多種模態(tài)的輸入輸出，以對話機(jī)器人的形式為用戶提供全新的認(rèn)知訓(xùn)練體驗。
在微軟亞洲研究院高級研究員王子龍演示的ReMe界面中，記者看到，該界面有猜猜物品、生活回憶、繪畫游戲和總結(jié)新聞等板塊，從不同角度對使用者進(jìn)行認(rèn)知訓(xùn)練。
“將多模態(tài)大模型的通用能力與專業(yè)知識相結(jié)合，應(yīng)用到認(rèn)知訓(xùn)練領(lǐng)域，打造一個專業(yè)的領(lǐng)域智能體，是我們面臨的一個挑戰(zhàn)。”王子龍表示，“此前，我們已經(jīng)開展了一系列研究，探索如何通過思維鏈（Chain of Thoughts）、檢索增強(qiáng)生成（Retrieval Augmented Generation, RAG）等技術(shù)，使多模態(tài)大模型能夠更好地整合專有領(lǐng)域知識，從而優(yōu)化智能代理的行為邏輯和性能。這些研究確保了智能代理能夠使用更新和更全面的領(lǐng)域知識，保持其在特定領(lǐng)域中發(fā)揮最前沿的能力，更好地進(jìn)行交互和訓(xùn)練任務(wù)。”
從使用流程和功能來看，個性化認(rèn)知訓(xùn)練框架“憶我”首先通過手機(jī)或可穿戴設(shè)備上傳個人記憶內(nèi)容，隨后采用更貼近生活的方式，進(jìn)行個體化的情景記憶或世界知識的開放性記憶訓(xùn)練。
以日常最為常見的進(jìn)餐場景為例，一位老人在社區(qū)食堂用餐時拍下的照片，也可以成為次日的訓(xùn)練素材。ReMe會根據(jù)使用者的回答進(jìn)行不斷提示，幫助完成正確的認(rèn)知和回憶。
研究員們還提供了一個訓(xùn)練框架，讓該領(lǐng)域的醫(yī)生等研究者可以利用內(nèi)置的認(rèn)知游戲模板快速創(chuàng)建個性化的訓(xùn)練游戲。除此之外，該工具還包括交互式的評估，以便追蹤患者的認(rèn)知水平，并根據(jù)需要調(diào)整訓(xùn)練任務(wù)。
不僅如此，微軟亞洲研究院與上海市精神衛(wèi)生中心還在不斷向該訓(xùn)練框架擴(kuò)展更多訓(xùn)練功能和任務(wù)，除了開放性的和個體化的訓(xùn)練任務(wù)外，通過語音對話的自然交互體驗，也兼容并實現(xiàn)已被驗證有效的成熟認(rèn)知訓(xùn)練任務(wù)。例如鍛煉思維靈活性的顏色識別、鍛煉工作記憶的數(shù)學(xué)運(yùn)算等。同時，微軟亞洲研究院也在嘗試基于傳感器技術(shù)，通過可穿戴設(shè)備以機(jī)會感知（opportunistic sensing）的方式記錄日常生活中的重要節(jié)點(diǎn)和事件，促進(jìn)更便捷的個性化個人記憶訓(xùn)練。
邱鋰力表示，目前研究中的難點(diǎn)在于用戶群體是不是愿意投入時間使用AI應(yīng)用。所以在設(shè)計中會希望不僅是對用戶的認(rèn)知做有效訓(xùn)練，還要給到用戶一些情緒價值。“接下來我們也想嘗試通過可穿戴的設(shè)備或者無線感知的技術(shù)，能借助更多的生理特性，比如心跳、呼吸，通過AI不同的模態(tài)融合的技術(shù)，更精準(zhǔn)地了解用戶的情感情況、認(rèn)知情況和其他的生理情況，把這些信息全部融合起來，將可以更好地進(jìn)行個性化的訓(xùn)練。”
釋放人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的更大價值
在阿爾茨海默病患者發(fā)病前，癥狀還不嚴(yán)重，但種種征兆會提示大腦已經(jīng)存在病變。在此時進(jìn)行及時干預(yù)，可以減緩甚至終止阿爾茨海默病的發(fā)生發(fā)展，是治療的黃金時期。
根據(jù)岳玲醫(yī)生的介紹，美國一項研究表明，通過讓受試對象參加認(rèn)知速度訓(xùn)練、記憶力訓(xùn)練和理解力訓(xùn)練，可以降低阿爾茨海默病等癡呆癥約50%的發(fā)病率。她同時提醒，認(rèn)知訓(xùn)練有效，但要堅持一段時間才行。
“接下來，上海市精神衛(wèi)生中心計劃以此框架為基礎(chǔ)，設(shè)計認(rèn)知訓(xùn)練的新方法，開展一系列嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床試驗，驗證這種個性化認(rèn)知訓(xùn)練框架的有效性，以獲得更多的臨床證據(jù)。”岳玲醫(yī)生表示。
除了認(rèn)知訓(xùn)練，基于多模態(tài)大模型的代理干預(yù)技術(shù)未來有望應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域，例如情緒調(diào)節(jié)、習(xí)慣改善以及孤獨(dú)癥等輔助干預(yù)。微軟亞洲研究院期望該工具能夠逐漸擴(kuò)展應(yīng)用范圍，最終能夠在社區(qū)和家庭環(huán)境中幫助提升認(rèn)知障礙患者和其他精神疾病患者的健康水平，減輕看護(hù)人員和家屬的負(fù)擔(dān)。
(本文來自第一財經(jīng))
