人工智能加速麻醉学领域脑功能研究

Artificial intelligence facilitates brain function studies in anesthesiology

脑科学和人工智能(artificial intelligence,AI)是当今人类科技发展战略的制高点,两者相互交叉、相互融合。近年来,神经生物学衍生的深度神经网络(deep neural network,DNN)机器学习(machine learning,ML)算法迅速崛起,极大地促进AI算法的发展;相应地,AI有助于脑科学研究取得深层次突破,通过生物学原理对神经元与神经突触等结构实现数学建模,未来智能算法系统将能够呈现人类大脑的智能结构,实现生物脑的仿真模拟。AI属于计算机科学,定义为任何具有人类智能计算机程序的总称,其赋予计算机执行文字识别、状态推理与实现决策的能力,遵循特定规则与算法执行人类智能任务。ML是计算机通过数据构建概率统计模型对数据进行预测分析实现AI的技术学科。目前,AI和ML已渗透至医疗健康的诸多领域,两者在麻醉学领域的应用亦呈方兴未艾之势,包括但不仅限于气道管理、超声辅助诊断、智能药物输注系统、术中精准监测预警、围手术期并发症与病死率预测、重症监护治疗等,能够改变临床麻醉实践,优化治疗流程与改善患者预后,掌握AI技术对提供安全、高效、更具成本效益的临床麻醉至关重要。其中,AI在全身麻醉深度(depth of anesthesia,DoA)监测、麻醉药物作用的脑功能连接(functional connectivity,FC)及围手术期脑功能并发症预测等研究中发挥着日益重要的作用,为深入解析脑功能和改善患者围手术期脑健康迎来良好契机。