統合失調症のメカニズムは解き明かせるか(AI×医療)【論文】

   

(Featured AI and healthcare) Explain the mechanism of schizophrenia with information theory! (Publication)

[論文] “Implications of Information Theory for Computational Modeling of Schizophrenia”. Computational Psychiatry, 1, 82-101 (2017). [DOI: 10.1162/CPSY_a_00004]

3つの要点

✔️通信の効率や安全性などを扱う情報理論が、統合失調症における認知障害をモデル化するものとしても利用できるということを実証した。

✔️統合失調症の症状の出現と知覚的/認知的変化のメカニズムは、情報理論の概念を用いて説明できる。

✔️本論文の発見は、将来的に治療法の開発などにも役立つと期待される。

概説

情報理論は、情報処理とその障害を記述できる形式的な枠組みを提供するものである。

しかし、情報理論統合失調症認知神経科学のモデル化側面に適用されることはめったにない。この記事の目的は、いくつかの壊れた神経目標関数、ならびに統合失調症において関連する認知および症状現象を理解するための、最近の拡張を含む情報理論に基づくアプローチの利点を強調することである。

シャノン情報、エントロピー、データ圧縮、ブロック符号化、SN比を高める戦略などといった情報理論の基本概念、そしてそれらが、統合失調症における認知障害およびその完全性を評価するための測定基準の新たな理解を提供するために使用できる、ということの説明から始める。

次に、インフォマックス、コヒーレントインフォマックス、相乗効果を用いたコーディングの概念を含む情報理論の近年の進歩を説明し、これらが、感覚神経、利得制御、知覚組織、思考組織、選択的注意、文脈処理、予測コーディング、および認知制御の調整における統合失調症関連障害の計算モデルの開発にどのように使用できるかを示す。

全体を通して我々は、統合失調症における知覚的/認知的変化と症状の出現の両方について、メカニズムがどのようにして障害を起こしていくのかを説明できるだろう、ということを述べている。

最後に、いくつかの情報理論的概念と神経生物学における最近の発見──特に、それらの相互作用の前に駆動入力と文脈情報の蓄積のための別個の部位が存在していることに関係する──との間に一貫性があることを実証する。

この結果は、将来の理論、実験、そして治療法の開発に寄与するものとして使われ得る。

著者

Steven M. Silverstein (Division of Schizophrenia Research, Rutgers University, Piscataway, New Jersey)
email: steven.silverstein@rutgers.edu

Michael Wibral (MEG Unit, Brain Imaging Center, Goethe University, Frankfurt, Germany)

William A. Phillips (School of Natural Sciences, University of Stirling, Stirling, UK)

出版情報

Published: 8 September 2017

Open Access Computational Psychiatry is Open Access. All content is freely available in electronic format (Full text HTML, PDF, and PDF Plus) to readers across the globe. All articles are published under a CC BY 4.0 license. For more information on allowed uses, please view the CC license.

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