專(zhuān)家們?cè)缇椭滥贻p運(yùn)動(dòng)員，尤其是那些從事足球、曲棍球和橄欖球等高接觸性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員有腦震蕩的潛在風(fēng)險(xiǎn)?，F(xiàn)在越來(lái)越多的證據(jù)表明，反復(fù)的頭部撞擊，即使最初看起來(lái)很輕微，也可能在多年后累積起來(lái)，導(dǎo)致認(rèn)知能力喪失。雖然先進(jìn)的核磁共振成像技術(shù)可以識(shí)別頭部創(chuàng)傷導(dǎo)致的大腦結(jié)構(gòu)的微觀變化，但研究人員表示，掃描產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)難以瀏覽。

 

　　在紐約大學(xué)格羅斯曼醫(yī)學(xué)院放射學(xué)系研究人員的領(lǐng)導(dǎo)下，這項(xiàng)新研究首次表明，新工具利用一種名為機(jī)器學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)，可以準(zhǔn)確區(qū)分從事足球等接觸性運(yùn)動(dòng)和田徑等非接觸性運(yùn)動(dòng)的男性運(yùn)動(dòng)員的大腦。研究結(jié)果表明，反復(fù)的頭部撞擊與未被診斷為腦震蕩的接觸性運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)員大腦中微小的結(jié)構(gòu)變化有關(guān)。

 

　　"我們的研究結(jié)果揭示了接觸性運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)員的大腦與非接觸性運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)員的大腦之間存在的有意義的差異，"該研究的資深作者、神經(jīng)放射學(xué)家呂玉芳（Yvonne Lui）醫(yī)學(xué)博士說(shuō)。"紐約大學(xué)朗貢醫(yī)療中心放射學(xué)系教授兼研究副主任Lui補(bǔ)充說(shuō)："由于我們預(yù)計(jì)這些群體的大腦結(jié)構(gòu)相似，這些結(jié)果表明，選擇一種運(yùn)動(dòng)可能比選擇另一種運(yùn)動(dòng)有風(fēng)險(xiǎn)。"

 

　　Lui補(bǔ)充說(shuō)，除了發(fā)現(xiàn)潛在的損傷外，他們?cè)谡{(diào)查中使用的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)還可以幫助專(zhuān)家們更好地了解腦損傷背后的潛在機(jī)制。

 

　　這項(xiàng)新研究最近發(fā)表在《神經(jīng)放射學(xué)雜志》（The Neuroradiology Journal）上，涉及36名接觸性運(yùn)動(dòng)大學(xué)運(yùn)動(dòng)員（主要是橄欖球運(yùn)動(dòng)員）和45名非接觸性運(yùn)動(dòng)大學(xué)運(yùn)動(dòng)員（主要是跑步運(yùn)動(dòng)員和棒球運(yùn)動(dòng)員）的數(shù)百?gòu)埓竽X圖像。這項(xiàng)工作旨在將人工智能工具在足球運(yùn)動(dòng)員大腦掃描中檢測(cè)到的變化與頭部撞擊明確聯(lián)系起來(lái)。此前的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)了足球運(yùn)動(dòng)員大腦結(jié)構(gòu)的差異，并將有腦震蕩和沒(méi)有腦震蕩的運(yùn)動(dòng)員與參加非接觸式運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了比較。

 

　　在調(diào)查中，研究人員分析了2016年至2018年期間拍攝的81名男性運(yùn)動(dòng)員的核磁共振成像掃描結(jié)果，這些運(yùn)動(dòng)員在此期間均未確診腦震蕩。接觸性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員參加了橄欖球、長(zhǎng)曲棍球和足球，而非接觸性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)員則參加了棒球、籃球、田徑和越野賽。

 

　　作為分析工作的一部分，研究小組設(shè)計(jì)了統(tǒng)計(jì)技術(shù)，使他們的計(jì)算機(jī)程序能夠"學(xué)習(xí)"如何利用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)重復(fù)頭部撞擊的風(fēng)險(xiǎn)。這些模型以輸入的數(shù)據(jù)實(shí)例為基礎(chǔ)，隨著訓(xùn)練數(shù)據(jù)量的增加，程序也會(huì)變得越來(lái)越"聰明"。

 

　　研究小組訓(xùn)練該程序識(shí)別腦組織中的異常特征，并根據(jù)這些因素區(qū)分反復(fù)受到頭部傷害的運(yùn)動(dòng)員和沒(méi)有受到頭部傷害的運(yùn)動(dòng)員。他們還對(duì)每個(gè)特征對(duì)檢測(cè)損傷的有用程度進(jìn)行了排名，以幫助發(fā)現(xiàn)在眾多核磁共振成像指標(biāo)中哪些指標(biāo)可能對(duì)診斷最有幫助。

 

　　作者說(shuō)，有兩個(gè)指標(biāo)能最準(zhǔn)確地標(biāo)記出頭部損傷導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變化。第一個(gè)指標(biāo)是平均彌散度，用于測(cè)量水在腦組織中移動(dòng)的難易程度，通常用于在核磁共振成像掃描中發(fā)現(xiàn)中風(fēng)。第二種是峰度均值，它能檢測(cè)腦組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，并能顯示大腦中與學(xué)習(xí)、記憶和情緒有關(guān)的部分發(fā)生的變化。

 

　　研究第一作者、紐約大學(xué)坦登工程學(xué)院博士生陳俊波（Junbo Chen）說(shuō)："我們的研究結(jié)果凸顯了人工智能的力量，它能幫助我們看到以前看不到的東西，尤其是傳統(tǒng)核磁共振掃描中無(wú)法顯示的'隱形損傷'。這種方法不僅可以為腦震蕩提供重要的診斷工具，還可以檢測(cè)更微小、更頻繁的頭部撞擊造成的損傷。"

 

　　陳補(bǔ)充說(shuō)，研究小組下一步計(jì)劃探索將他們的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)用于檢查女運(yùn)動(dòng)員的頭部損傷。