在今天获得麦克阿瑟基金会2013年“天才”奖的24位学者中,约有一半在科学和技术的前沿工作。其中一位是苏珊·墨菲,一位55岁的密歇根大学统计学家。在这次采访中,她谈到了她对使用数学改善精神疾病患者医疗保健的热情。她和其他获奖者获得了62.5万美元的奖金,分五年支付(高于过去几年的50万美元)。查看完整获奖者名单此处,并滚动到这篇文章的底部,了解有关其他科学研究人员的详细信息。
[以下是经过编辑的采访记录。]
目前我们在医疗保健领域面临的最大挑战是什么?
实现和维持行为改变。你可以拥有一种伟大的药丸——一种神奇的蓝色药丸,可以控制你的血压——但如果你没有每天按要求的次数服用药丸,你的血压将无法得到控制。这就是行为改变。而且这很难改变。如果你需要服用这种药丸十年,那与服用一两天完全不同。
关于支持科学新闻业
如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻业 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
请告诉我您的方法与那些简单比较两种治疗方法的临床试验相比,如何提供帮助。
这个想法是让你能够查看[一个人在护理中经历的]整个治疗序列。我们观察人们在[第一种]治疗中的表现,如果他们表现良好,我们会将他们随机分配到不同的维持治疗;如果他们表现不佳,我们会将他们随机分配到不同的二级治疗——增强他们当前的治疗或二级治疗。然后你会得到所有在第一种治疗中表现不佳的人,或者在第一种治疗中表现良好的人,这些群体更具代表性[代表患有某种疾病的人群]。
我们的 SMART [sequential, multiple assignment, randomized trial(序贯、多重分配、随机试验)] 试验现在已应用于整个医疗领域。它们在我的网站上列出。让我们考虑一下针对患有自闭症的幼儿的试验。这些孩子在五岁时仍然不会说话——这是一个大问题,因为语言能力与日后的成功密切相关。这些孩子对过去的治疗反应不佳。最初,他们被随机分配到两种旨在提高他们沟通能力的干预措施。一种侧重于在游戏活动中使用口语——与孩子相关的事情。另一种侧重于让孩子使用类似 iPad 的设备,孩子可以按下它,[它会]为孩子说话。然后发生的事情是,这些幼儿被跟踪了一段时间,他们观察到干预措施是否正在提高他们的沟通能力,无论是通过口头还是通过 iPad。iPad 设备很昂贵,所以通常你不会一开始就给孩子。在研究组中,那些被鼓励在游戏中口头表达自己的孩子,如果这些孩子仍然在努力沟通,那么这个孩子将在使用类似 iPad 的设备或更密集的治疗之间重新随机分配——更频繁地看治疗师。最终目标是更多地考虑你应该从哪种疗法开始。
我现在知道您正在研究通过移动设备提供个性化医疗保健的方法。您在那里的方法是什么?
我们正在研究内部结构——应用程序背后的算法,你会在你的手机上看到它。你可以想象一个应用程序,它将是一个康复应用程序“教练”应用程序——帮助你应对试图戒毒,例如,或者应对你在生活中移动时感受到的渴望,并且你正在努力保持体重。目标是根据你量身定制教练向你推荐的任何策略;因此,随着时间的推移[并且]你发生变化,我们希望应用程序也随之改变。
这项研究现在进展到哪里了?
这些应用程序已经在测试中,但它们还没有达到个性化的程度。我们正处于开发算法以更好地为个人量身定制护理的阶段。用于医疗用途的应用程序已经问世。策略已经存在。问题是:我们如何将其个性化到个人?这里另一个重要的事情是,改变你的行为真的很难。手机上的教练必须吸引你并保持你的动力,所以很多这些策略都是关于保持兴趣以坚持行为改变的进程。
请向我解释一下这里的具体细节。您会输入关于您自己的数据,它会在特定的时间间隔吐出短信或类似的东西吗?
这些算法的工作方式很像互联网上的算法。当你在互联网上访问一家大型公司网站时,他们会向你展示已为你个性化的广告。他们是如何做到个性化的?他们探索(或在你之间随机分配)不同的适当建议,并查看你选择了哪些。在我们的情况下,小型教练应用程序会尝试不同的行为策略——可能是那些对你有效的可能性较高的策略。[通过]各种行为策略,它会记录你做得如何——例如保持体重或戒毒。行为教练可能会建议你给朋友发短信或指出过去有帮助的锻炼。教练可能会建议你看看你的家人和孩子的照片,并思考你为什么决定戒毒。
那么,你需要告诉“教练”什么?
现在有越来越多的传感器被集成到手机中——活动传感器可以记录你的活动量,传感器可以内置到手机中,记录你使用手机进行社交活动的程度——所以,手机已经记录了很多信息,比如糖尿病。你身上的无线传感器可以与手机通信。目标是实现不干扰你生活的医疗保健。
你为什么对精神疾病和行为改变特别感兴趣?
患有这些困难疾病的人们,多年来一直受到污名化。我认为我应该尽力帮助最需要我帮助的人。
您计划如何使用您的奖金?
我将主要用它来支持这些算法的开发。这需要大量的努力,大量的编程,并且需要不同的人参与:计算机科学家、统计学家、临床科学家。所有的钱都将用于这项事业。这真的是我唯一想做的事。我还能说什么呢?
作为一名从事数学工作的女性,您认为可以做些什么来进一步鼓励女性进入 STEM 职业?
我喜欢数学。这是我唯一真正擅长的事情。我无法做其他任何事。我认为拥有真正有吸引力的初中数学老师和可能的高中数学老师是关键。对我来说,我的其中一位老师肯定是这样的。我仍然记得她的名字;我用她的名字命名了我的许多宠物。这位老师不一定需要是女性,但他或她需要让青少年体验数学可以多么有趣。
您在密歇根大学工作。您对可以应用哪些统计应用来帮助底特律人民有什么想法吗?
贫困可以被视为一种慢性的、复发性疾病,需要一系列干预措施来帮助人们摆脱贫困并保持脱贫。因此,从我的角度来看,帮助人们摆脱贫困与帮助人们管理糖尿病或帮助人们改善药物滥用后的康复一样重要。贫困是一种类似类型的问题,因为人们会在一段时间内反复陷入和摆脱贫困。福利政策通常可以被视为一系列治疗,因此我们需要考虑如何最好地安排这些治疗的顺序,以帮助人们摆脱贫困并进入中产阶级。
其他获得 2013 年麦克阿瑟奖的科学研究人员
莎拉·西格,麻省理工学院天体物理学家,致力于确定太阳系外行星特征的理论框架
安吉拉·达克沃思,宾夕法尼亚大学心理学家,研究毅力和自制力在教育成就中的地位
C·凯文·博伊斯,斯坦福大学古植物学家,探索古代植物遗骸与当今生态系统之间的联系
菲尔·巴兰,加利福尼亚州拉霍亚斯克里普斯研究所的有机化学家,在实验室中重新创造用于制药应用的天然产物。
杰弗里·布伦纳,新泽西州卡姆登市的初级保健医生
克雷格·芬尼,康奈尔大学材料科学家
卡尔·哈伯,劳伦斯伯克利国家实验室的音频保存专家
迪娜·卡塔比,麻省理工学院计算机科学家,研究无线网络
朱莉·利文斯顿,罗格斯大学公共卫生历史学家和人类学家
大卫·洛贝尔,斯坦福大学农业生态学家
希拉·尼伦伯格,康奈尔大学神经科学家,研究假肢
安娜·玛丽亚·雷,科罗拉多大学博尔德分校原子物理学家