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隨著全球人口老齡化的加劇，以阿爾茨海默病為代表的認知症被認為是二十一世紀最大的健康危機之一。近期，微軟亞洲研究院與上海市精神衛生中心展開聯合研究，藉助微軟 Azure OpenAI 服務中的多模態大模型以及智慧代理（AI agent）技術，開發了個性化認知訓練框架“憶我”（ReMe），擴充套件了自動化認知訓練的訓練範圍，為數字化認知訓練提供了新方法，有望幫助延緩認知下降。這項創新工具將助力推進認知訓練研究，為各類認知障礙，包括輕度認知障礙的早期預防和非藥物干預提供新的方法。
認知症，也稱認知障礙，是一類影響思維、記憶、注意力、理解、判斷力和語言等認知功能的疾病，包括阿爾茨海默病、帕金森病、路易體痴呆、腦血管性認知障礙等。認知症的發展是一個漸進且不可逆的過程，雖然目前臨床上還沒有完全能夠治癒該疾病的藥物，但及早診斷和提前干預有助於延緩認知功能的衰退，而認知訓練已被證實是緩解病程進展的有效手段。
伴隨多模態大模型的不斷發展，其新能力也在不斷湧現，如提供即時的多模態分析、實現基於世界知識的開放式問答、提供充滿情感的語音互動、整合處理多種感知資料等。微軟亞洲研究院的研究員們由此提出了一個設想：多模態大模型或許能在認知訓練方面發揮重要作用。
帶著這一想法和諸多疑問，微軟亞洲研究院與上海市精神衛生中心展開了深入探討與合作。上海市精神衛生中心（俗稱“600號”）繫上海交通大學醫學院附屬醫院，有著雄厚的技術實力和豐富的臨床經驗。開發個性化認知訓練框架“憶我”主要與老年精神科團隊合作，該科室作為上海交通大學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階認知障礙診療中心（全國唯一獲批精神專科醫院），並獲得“全國優秀記憶門診”、“記憶門診培訓基地”稱號。圍繞阿爾茨海默病發病機制這一課題，該科室展開了卓有成效的工作，形成了一定的研究特色。團隊對於認知障礙的診治，倡導“從不太早，永不言遲”，並創新地提出“老年認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。
透過與中心專家的交流，研究員們瞭解到，當前臨床上的認知訓練主要依靠照護者或治療師自行開展，或使用軟體驅動的數字療法開展。前者依賴大量人力，成本高昂，給照護者帶來了沉重的負擔；後者則往往類似於標準化考試，缺乏靈活性，患者僅能解答預設的謎題，與提高認知所需的記憶訓練相去甚遠。此外，現有的數字療法在軟體應用的便捷性、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（病人按照醫生規定進行治療的行為）。就認知障礙患者而言，持之以恆的訓練對於緩解症狀至關重要。
上海市精神衛生中心老年科副主任醫師嶽玲指出：“認知障礙影響的記憶型別多樣，包括工作記憶、情景記憶和語義記憶等，但現有訓練任務的設計較為單一，限制了訓練內容的廣度，很多老人也曾反映遊戲內容‘枯燥’、‘沒意思’。在多模態大模型出現之前，軟體驅動的認知訓練主要集中於工作記憶訓練，而對於與患者日常生活密切相關的情景記憶和語義記憶訓練則鮮有涉及。特別是對於阿爾茨海默病患者，最早受損的往往是與自我相關的記憶。多模態大模型的智慧化和個性化特點，為認知訓練提供了新的可能性，使其更貼近日常生活。”
綜合上海市精神衛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、介面友好性、功能專業性和入門難易度等多個維度出發，開發了個性化認知訓練框架“憶我”（ReMe）。該工具以微軟 Azure OpenAI 服務為基礎模型，具備即時互動響應功能，支援文字、影像、語音等多種模態的輸入輸出，以對話機器人的形式為使用者提供全新的認知訓練體驗。
“憶我”應用介面
“將多模態大模型的通用能力與專業知識相結合，應用到認知訓練領域，打造一個專業的領域智慧體，是我們面臨的一個挑戰。”微軟亞洲研究院高階研究員王子龍表示，“此前，我們已經開展了一系列研究，探索如何透過思維鏈（Chain of Thoughts）、檢索增強生成（Retrieval Augmented Generation, RAG）等技術，使多模態大模型能夠更好地整合專有領域知識，從而最佳化智慧代理的行為邏輯和效能。這些研究確保了智慧代理能夠使用更新和更全面的領域知識，保持其在特定領域中發揮最前沿的能力，更好地進行互動和訓練任務。”
從使用流程和功能來看，個性化認知訓練框架“憶我”首先透過手機或可穿戴裝置上傳個人記憶內容，隨後採用更貼近生活的方式，進行個體化的情景記憶或世界知識的開放性記憶訓練。研究員們還提供了一個訓練框架，讓該領域的醫生等研究者可以利用內建的認知遊戲模板快速建立個性化的訓練遊戲。除此之外，該工具還包括互動式的評估，以便追蹤患者的認知水平，並根據需要調整訓練任務。
不僅如此，微軟亞洲研究院與上海市精神衛生中心還在不斷向該訓練框架擴充套件更多訓練功能和任務，除了開放性的和個體化的訓練任務外，透過語音對話的自然互動體驗，也相容並實現已被驗證有效的成熟認知訓練任務。例如鍛鍊思維靈活性的顏色識別、鍛鍊工作記憶的數學運算等。同時，微軟亞洲研究院也在嘗試基於感測器技術，透過可穿戴裝置以機會感知（opportunistic sensing）的方式記錄日常生活中的重要節點和事件，促進更便捷的個性化個人記憶訓練。
“在此次合作中，微軟亞洲研究院所展現出的開放合作精神、專業技術實力和快速創新能力，給我們留下了深刻的印象。這些特質對於推動技術在醫療健康領域的應用至關重要。接下來，上海市精神衛生中心計劃以此框架為基礎，設計認知訓練的新方法，開展一系列嚴謹的臨床實驗，驗證這種個性化認知訓練框架的有效性，以獲得更多的臨床證據。”嶽玲醫生表示。
隨著證據的逐步積累，微軟亞洲研究院將持續對個性化認知訓練框架“憶我”進行改進和迭代，期望該工具能夠逐漸擴充套件應用範圍，最終能夠在社群和家庭環境中幫助提升認知障礙患者的健康水平，減輕看護人員和家屬的負擔。
除了認知訓練，基於多模態大模型的代理干預技術未來有望應用於更廣泛的領域，例如情緒調節、習慣改善以及孤獨症等輔助干預。微軟亞洲研究院副院長邱鋰力博士表示，微軟亞洲研究院將繼續透過研究與創新，推動人工智慧技術在臨床決策、疾病預測、藥物發現等醫療健康領域的應用，進而幫助醫療機構提高醫療服務的質量和效率，為患者帶來更精準、更個性化的治療方案。
注：本文所述的微軟亞洲研究院在醫療健康領域的研究均為科研探索性質，且均在專業醫療和醫學研究機構的合作指導下進行，旨在推動科學進步併為人類未來的醫療健康應用提供理論和技術支援。所有研究均嚴格遵守微軟負責任的 AI 流程的指導，並遵循公平、包容、可靠性與安全性、透明、隱私與保障、負責的原則。文中所提及的技術和方法目前均處於研究和開發階段，尚未形成商業產品或服務，也不構成任何醫療建議或治療方案。我們鼓勵讀者在面對健康問題時諮詢合格的醫療專業人士。
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