该算法在极其细微的面部动作中发现了意识的早期信号。
想象一下，你在医院的病房里醒来。你记忆中的最后一件事是一场可怕的车祸。医生握住你的手，让你捏捏。你用尽全力，却什么也没发生——连一点抽搐都没有。
“恐怕他昏迷了，”你听到医生说。“我还有意识，”你忍不住想大喊。
头部受伤的人（通常由车祸造成）似乎对外界完全没有反应。但许多人会体验到“隐蔽意识”——他们的大脑会对指令做出反应——即使他们无法将其转化为眨眼、手指抽搐或其他明显的动作，让临床医生和护士察觉到。
尽管脑成像技术有时可以捕捉到一个人内心清醒并试图遵循指令的迹象，但这些方法成本高昂，而且在医生和病人家属等待他们醒来时，很难用于日常监测。
纽约州立大学石溪分校的西玛·莫法卡姆及其同事在一项新研究中写道：“一些严重脑损伤的人可能看似失去意识，但实际上仍然具有一定的意识和活动能力。” 只是“这些动作通常太小，医生在常规检查中无法发现。”
这项由莫法卡姆领导的研究利用计算机视觉技术追踪看似昏迷的病人的细微面部动作。这款名为SeeMe的人工智能工具能够追踪极其细微的动作，甚至可以精确到皮肤上单个毛孔的水平。
与医生相比，该工具在大约90%的患者中提前大约四天检测到了隐蔽意识的早期迹象。研究还发现，这些微小抽搐的次数和强度与患者出院时的恢复情况相对应。
早期检测意识可以让刚醒来的人在康复过程中减少痛苦。了解患者的意识状态可以帮助医生决定何时启动与改善健康结果相关的康复治疗。这项技术未来或许还能用于监测中风和其他损伤导致的脑损伤的实时治疗。
通往意识的阶梯
我们常常把意识比作电灯开关。打开它，你就能感知到外部世界和自己；关掉它，意识就变得黑暗。
但意识更像是一个调光器。大脑受到打击后，人们会陷入微意识状态。在这种情况下，他们会经历间歇性的意识，并能听从指令，比如医生说“向左看”或“握紧我的手”。更严重的是植物人状态。处于这种状态的患者可以周期性地睁开或闭上眼睛，但他们不再能对外界刺激做出反应。
在特别严重的创伤中，患者会陷入昏迷，无法意识到自己和他人，无法移动，也无法唤醒。
尽管可能性很小，但失去反应的人能够恢复精神意识——通常比他们可观察到的行为所暗示的要快。一项研究中，一位植物人被要求想象打网球或在家里走动，尽管她无法做出身体反应，但她的大脑仍然表现出相关的活动。
最近，一项具有里程碑意义的脑成像研究发现，在353名曾被认为失去意识的严重脑损伤患者中，至少有四分之一在收到语音指令后，根据大脑活动表现出恢复意识的迹象。大多数人对一系列标准的临床反应性测试没有反应。
然而，脑成像测试虽然功能强大，却价格昂贵，且不适用于日常临床应用。这项新研究的团队并没有深入研究大脑，而是借鉴了临床医生的做法，将细微的面部运动与诊断和康复联系起来。
现在你看到我了
面部是大脑的窗口。面部肌肉由大脑左右半球的大量区域控制。任何早期康复迹象都可能首先体现在面部运动上。
研究团队招募了16名健康志愿者和37名脑损伤患者，这些患者表面上看起来处于昏迷状态。然后，他们分析了参与者被要求完成三项任务的视频录像：“伸出你的舌头”、“睁开你的眼睛”和“给我一个微笑”。
作者写道，所选任务涉及多个面部区域和肌肉，以便更好地测量大脑活动。
新的人工智能工具 SeeMe 随后根据指令追踪面部运动，精确到每个毛孔的水平。一组训练有素的医疗专业人员也审查了视频，并被征求他们的专业意见。
人工智能捕捉到了30位患者的眼部反应以及几乎所有的嘴部动作，成功率几乎是医生的两倍。SeeMe对人眼无法察觉的细微抽搐尤其敏感。
该工具还标记了早期意识的迹象。在一位深度昏迷的志愿者——一位遭遇车祸的老年男性——中，人工智能在入院后第18天检测到了嘴部运动；他最终在第37天对运动指令做出了反应。SeeMe还在另一位因交通事故昏迷的参与者入院后19天发现了眼部和嘴部运动的迹象。三天后，他睁开了眼睛，并逐渐康复。
总体而言，SeeMe 检测到睁眼反应的时间比标准测试提前了大约四天，而检测到口腔相关反应的时间则比标准测试提前了大约八天。该 AI 的表现还与患者出院时和六个月后的恢复情况相关——也就是说，他们的意识逐渐恢复，并能够进行康复治疗。
SeeMe 旨在补充而非取代长期随访和护理。研究团队写道，昏迷患者是“一个极具研究挑战性的群体”。有些人可能出现了意识波动，但研究并未涵盖。其他人可能只是不想参与。
作者解释说，缺乏早期意识检测“绝不应该被解释为患者没有恢复意识的潜力”。
为了进一步优化人工智能，该团队希望收集那些最初被 SeeMe 遗漏但恢复意识的人员的信息。他们还计划纳入其他客观的运动指标，例如肌肉中的电信号。SeeMe 甚至可以帮助那些被推测昏迷时间比研究涵盖时间更长的人员。
对于患者和家属来说，进一步的研究可能会产生一个基于面部动作的“是或否”系统，这可能会让亲人再次彼此“交谈”。
这篇帖子“人工智能发现昏迷患者比医生提前几天醒来的迹象”最先出现在SingularityHub上。