[新知] 研究用計算機模擬精神分裂形成機理

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如果不能很快忘記，或忽視應該忽視的事物，計算機也會精神分裂。據美國物理學家組織
網5月6日（北京時間）報導，最近，德克薩斯大學和耶魯大學一個聯合研究小組用計算機
模擬的“神經網絡”來模仿大腦中多巴胺的過度釋放，發現網絡中重現的記憶和精神分裂
中的幻覺非常相似，為人們進一步理解精神分裂患者大腦的內部機制提供了線索。相關論
文發表在近期的《生物精神病學》上。

目前一種“過度學習”假說認為，精神分裂患者失去了遺忘的能力，或不能忽視本應忽視
的東西。無法遺忘，也就喪失了從大量的腦刺激信號中提取分辨出含義的能力。他們開始
製造不真實的聯繫，淹沒在海洋般的聯繫之網中，卻沒能力梳理出任何相關的故事。而多
巴胺太多，會導致大腦不能忽視那些它不必知道的事物。

德克薩斯大學奧斯汀分校計算機科學系研究生烏利·格里斯曼與導師里斯托·秘庫賴恩設
計了稱為“明辨”的神經網絡，能在實驗中模擬出8種不同類型神經機能障礙的語言反應
，他們與耶魯大學醫學院從事人類精神病學研究的拉爾夫·霍夫曼教授合作，將計算機模
擬結果與人類精神疾病進行了對比。

他們先教給“明辨”一系列簡單的故事，以人腦儲存信息的方式把這些故事輸入“明辨”
的記憶，這種存儲方式不是把故事作為獨立單元，而是按照字、詞、句和故事的統計相關
性。然後一遍一遍地示範，訓練“明辨”在不同指令下提取記憶，輸出不同的故事。“這
麼做幾千次，每次調整一小點兒作為進步，最後神經網絡就會學會。”格里斯曼說。

隨後他們加入了系統學習速度參數，模擬多巴胺的過度釋放，基本上就是讓計算機不再遺
忘。 “大腦的一種重要機制是忽視事物，如果讓'明辨'學習速度太快，就會出現反常語
言，正像精神分裂患者那樣。”格里斯曼說。

重新訓練之後，“明辨”開始出現幻覺妄想，從其存儲的其他故事中提取元素，組合起來
編造故事。比如有一次，它聲稱自己對一起恐怖爆炸事件負責。而另一次，被要求用一堆
毫不相關的句子回答某個記憶時，它突然跑題，不斷重複前三個句子。

格里斯曼表示，“明辨”神經網絡的信息處理方式和人腦很相似，因此也可能像人腦那樣
崩潰掉。計算機模擬試驗雖不能證明過度學習假說完全正確，卻明顯支持這一假說。而計
算機模擬的神經網絡更易控制，這類研究有望為精神類病患找到合適的臨床療法。 （來
源：科技日報 常麗君）

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網址(簡體):
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201152317195893817058.shtm

論文：
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0006322311000126

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 118.160.175.91
推 skylikewater:其實ANN做Schizo也好幾年了 我一直很好奇這樣的派典
→ skylikewater:能做什麼
節錄自該論文

Findings suggest that exaggerated prediction-error signaling in schizophrenia
intermingles and corrupts narrative memories when incorporated into long-term
storage, thereby disrupting narrative language and producing fixed delusional
narratives. If further validated by clinical studies, these computational
patients could provide a platform for developing and testing novel treatments.

簡單來說就是如果能很好得模擬，Schizo是如何出錯的話，那麼就可以針對性的來研發與
測試新藥。
※ 編輯: mulkcs          來自: 118.160.175.91       (06/11 20:19)
推 skylikewater:嗯我稍微看了下他用的DISCERN 主要是以WM為主的ANN
→ skylikewater:因為我自己也很好奇：不是從神經機轉層次的modeling
→ skylikewater:也就是沒有任何節點實際代表著什麼hippo,dopamine re
→ skylikewater:ceptor之類 那要怎麼用ANN去幫助製藥 可能需要熟悉的
→ skylikewater:前輩提點了