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现代精神病学在将神经生物学见解转化为重症治疗方案时面临挑战。研究人员开展 “通过多层次计算模型开发算法精神病学” 的研究，发现该模型能助力理解大脑功能、优化治疗。这为精神病治疗带来新希望，推动精准医疗发展。
在精神疾病的诊疗领域，一直存在着诸多亟待解决的难题。就拿精神分裂症患者来说，他们的生活往往被疾病折磨得支离破碎。像患者罗伯特，每月注射帕利哌酮后，虽能减少一些症状，但依旧无法恢复正常生活，难以独立工作、建立社交关系，家人也因他曾经的行为不愿接纳他。这一现象并非个例，反映出精神分裂症治疗的困境。尽管在过去的一个世纪里，精神病学取得了一定进展，研发出多种精神活性药物，还有基于证据的心理疗法、经颅磁刺激（TMS）和深部脑刺激等新技术，同时在精准神经生理学和神经影像学方面也有进步，但精神分裂症仍严重影响着患者的生活质量，许多患者存在认知缺陷，部分患者症状难以控制。
与此同时，脑科学研究在近几十年飞速发展，各种先进技术不断涌现，让我们能够从全新视角探索大脑和思维。然而，这些研究成果却未能有效转化为临床治疗的突破。传统的以分子为中心的研究范式，试图通过针对特定分子改变来治疗精神疾病，但效果不佳，还引发了关于研究方法是过于还原论还是不够深入的争论。在这样的背景下，为了打破困境，来自美国塔夫茨大学医学院（Tufts University School of Medicine）、布朗大学（Brown University）、伦敦国王学院（King’s College London）等多所国内外知名院校的研究人员开展了一项关于 “通过多层次计算模型开发算法精神病学” 的研究，相关成果发表在《Cell Reports Medicine》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在神经影像学方面，运用正电子发射断层扫描（PET）、脑电图（EEG）和磁共振成像 / 波谱（MRI/MRS）等技术，观察患者大脑化学和功能的变化；在动物实验中，利用观察和干扰完整回路与网络中突触、神经元和群体活动的方法，探究神经机制；还借助聚焦超声这一新兴技术，实现对特定脑区神经活动的精准控制和药物靶向递送。
研究结果主要从以下几个方面展开：
- 形式计算理论在精神分裂症中的作用：形式计算模型可帮助解决精神分裂症症状异质性问题，通过将复杂的神经回路简化为功能考量，统一看似不同的症状群。例如在帕金森病（PD）研究中，相关模型成功预测了运动功能障碍与纹状体 D2受体表达的棘状神经元异常学习的关系，以及多巴胺（DA）药物对认知功能和决策的复杂影响。在精神分裂症研究中，虽难以将功能考量与单一机制联系起来，但定量溯因方法可从行为算法模型出发，拟合行为数据，区分患者群体。
- 受行为经济学启发的治疗策略：认知过程和现象学体验在精神疾病中至关重要。研究发现，精神分裂症患者存在推理偏差，如 “急于下结论（JTC）” 和 “信念灵活性” 差等问题。基于此，受行为经济学中双过程模型启发，开发了数字支持的心理干预 “SlowMo” 疗法。临床试验表明，该疗法能显著改善患者的迫害妄想、整体功能和幸福感，其机制是增加了患者的 2 型慢思考，即提高了信念灵活性。
- 预测处理理论的桥梁作用：预测处理理论（PPT）认为感知是基于记忆的预测与环境感官输入之间的相互作用。一系列研究将精神分裂症的病理生理学解释为预测机制不精确和感官数据过于精确，导致预测误差增加，进而引发幻觉和妄想。分层 PPT 通过将经典 PPT 扩展到认知领域，解释了幻觉和妄想的产生机制，为将精神分裂症的神经回路与症状及潜在治疗联系起来提供了可测试的方法。
- 动物模型中的相关研究：研究发现啮齿动物纹状体中 DA 的时空动态与学习和行为密切相关，这对理解精神分裂症具有重要意义。例如，干扰 DA 信号的时间和空间特异性可能导致不适当的因果归因。此外，额叶丘脑皮质系统在精神分裂症病理生理学中的作用也受到关注，研究发现精神分裂症患者与小鼠在相关任务中的行为模式相似，且特定脑区的功能连接与行为缺陷相关，这为干预提供了潜在靶点。
- 新的研究和干预方法：聚焦超声技术可实现对特定脑区的药物靶向递送，减少药物副作用。将其与算法模型相结合，能够验证模型并映射神经底物。通过调节不同脑区的兴奋性 - 抑制性平衡，可测试关于精神分裂症病理机制的假设，为治疗提供新的思路。
研究结论表明，算法精神病学通过多层次计算模型，能够整合神经生物学、认知和行为数据，为精神疾病的治疗提供更精准的方法。这种方法有助于理解特定大脑回路破坏如何转化为可观察的行为和症状，从而指导个性化干预的选择，实现实时调整治疗方案，更好地管理精神疾病的发展进程。该研究为精神疾病的诊疗开辟了新的方向，具有重要的临床意义和应用前景，有望为众多精神疾病患者带来新的希望，推动精神病学领域向精准医疗迈进。
