“天才”獎統計學家說:“我無法做其他任何事”

2013年麥克阿瑟獎得主包括研究假肢、音訊儲存和描述太陽系外行星的科學家

在今天獲得麥克阿瑟基金會2013年“天才”獎的24位學者中,約有一半在科學和技術的前沿工作。其中一位是蘇珊·墨菲,一位55歲的密歇根大學統計學家。在這次採訪中,她談到了她對使用數學改善精神疾病患者醫療保健的熱情。她和其他獲獎者獲得了62.5萬美元的獎金,分五年支付(高於過去幾年的50萬美元)。檢視完整獲獎者名單此處,並滾動到這篇文章的底部,瞭解有關其他科學研究人員的詳細資訊。

[以下是經過編輯的採訪記錄。]

目前我們在醫療保健領域面臨的最大挑戰是什麼?
實現和維持行為改變。你可以擁有一種偉大的藥丸——一種神奇的藍色藥丸,可以控制你的血壓——但如果你沒有每天按要求的次數服用藥丸,你的血壓將無法得到控制。這就是行為改變。而且這很難改變。如果你需要服用這種藥丸十年,那與服用一兩天完全不同。


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請告訴我您的方法與那些簡單比較兩種治療方法的臨床試驗相比,如何提供幫助。
這個想法是讓你能夠檢視[一個人在護理中經歷的]整個治療序列。我們觀察人們在[第一種]治療中的表現,如果他們表現良好,我們會將他們隨機分配到不同的維持治療;如果他們表現不佳,我們會將他們隨機分配到不同的二級治療——增強他們當前的治療或二級治療。然後你會得到所有在第一種治療中表現不佳的人,或者在第一種治療中表現良好的人,這些群體更具代表性[代表患有某種疾病的人群]。

我們的 SMART [sequential, multiple assignment, randomized trial(序貫、多重分配、隨機試驗)] 試驗現在已應用於整個醫療領域。它們在我的網站上列出。讓我們考慮一下針對患有自閉症的幼兒的試驗。這些孩子在五歲時仍然不會說話——這是一個大問題,因為語言能力與日後的成功密切相關。這些孩子對過去的治療反應不佳。最初,他們被隨機分配到兩種旨在提高他們溝通能力的干預措施。一種側重於在遊戲活動中使用口語——與孩子相關的事情。另一種側重於讓孩子使用類似 iPad 的裝置,孩子可以按下它,[它會]為孩子說話。然後發生的事情是,這些幼兒被跟蹤了一段時間,他們觀察到干預措施是否正在提高他們的溝通能力,無論是透過口頭還是透過 iPad。iPad 裝置很昂貴,所以通常你不會一開始就給孩子。在研究組中,那些被鼓勵在遊戲中口頭表達自己的孩子,如果這些孩子仍然在努力溝通,那麼這個孩子將在使用類似 iPad 的裝置或更密集的治療之間重新隨機分配——更頻繁地看治療師。最終目標是更多地考慮你應該從哪種療法開始。

我現在知道您正在研究透過移動裝置提供個性化醫療保健的方法。您在那裡的方法是什麼?
我們正在研究內部結構——應用程式背後的演算法,你會在你的手機上看到它。你可以想象一個應用程式,它將是一個康復應用程式“教練”應用程式——幫助你應對試圖戒毒,例如,或者應對你在生活中移動時感受到的渴望,並且你正在努力保持體重。目標是根據你量身定製教練向你推薦的任何策略;因此,隨著時間的推移[並且]你發生變化,我們希望應用程式也隨之改變。

這項研究現在進展到哪裡了?
這些應用程式已經在測試中,但它們還沒有達到個性化的程度。我們正處於開發演算法以更好地為個人量身定製護理的階段。用於醫療用途的應用程式已經問世。策略已經存在。問題是:我們如何將其個性化到個人?這裡另一個重要的事情是,改變你的行為真的很難。手機上的教練必須吸引你並保持你的動力,所以很多這些策略都是關於保持興趣以堅持行為改變的程序。

請向我解釋一下這裡的具體細節。您會輸入關於您自己的資料,它會在特定的時間間隔吐出簡訊或類似的東西嗎?
這些演算法的工作方式很像網際網路上的演算法。當你在網際網路上訪問一家大型公司網站時,他們會向你展示已為你個性化的廣告。他們是如何做到個性化的?他們探索(或在你之間隨機分配)不同的適當建議,並檢視你選擇了哪些。在我們的情況下,小型教練應用程式會嘗試不同的行為策略——可能是那些對你有效的可能性較高的策略。[透過]各種行為策略,它會記錄你做得如何——例如保持體重或戒毒。行為教練可能會建議你給朋友發簡訊或指出過去有幫助的鍛鍊。教練可能會建議你看看你的家人和孩子的照片,並思考你為什麼決定戒毒。

那麼,你需要告訴“教練”什麼?
現在有越來越多的感測器被整合到手機中——活動感測器可以記錄你的活動量,感測器可以內建到手機中,記錄你使用手機進行社交活動的程度——所以,手機已經記錄了很多資訊,比如糖尿病。你身上的無線感測器可以與手機通訊。目標是實現不干擾你生活的醫療保健。

你為什麼對精神疾病和行為改變特別感興趣?
患有這些困難疾病的人們,多年來一直受到汙名化。我認為我應該盡力幫助最需要我幫助的人。

您計劃如何使用您的獎金?
我將主要用它來支援這些演算法的開發。這需要大量的努力,大量的程式設計,並且需要不同的人參與:計算機科學家、統計學家、臨床科學家。所有的錢都將用於這項事業。這真的是我唯一想做的事。我還能說什麼呢?

作為一名從事數學工作的女性,您認為可以做些什麼來進一步鼓勵女性進入 STEM 職業?
我喜歡數學。這是我唯一真正擅長的事情。我無法做其他任何事。我認為擁有真正有吸引力的初中數學老師和可能的高中數學老師是關鍵。對我來說,我的其中一位老師肯定是這樣的。我仍然記得她的名字;我用她的名字命名了我的許多寵物。這位老師不一定需要是女性,但他或她需要讓青少年體驗數學可以多麼有趣。

您在密歇根大學工作。您對可以應用哪些統計應用來幫助底特律人民有什麼想法嗎?
貧困可以被視為一種慢性的、複發性疾病,需要一系列干預措施來幫助人們擺脫貧困並保持脫貧。因此,從我的角度來看,幫助人們擺脫貧困與幫助人們管理糖尿病或幫助人們改善藥物濫用後的康復一樣重要。貧困是一種類似型別的問題,因為人們會在一段時間內反覆陷入和擺脫貧困。福利政策通常可以被視為一系列治療,因此我們需要考慮如何最好地安排這些治療的順序,以幫助人們擺脫貧困並進入中產階級。

其他獲得 2013 年麥克阿瑟獎的科學研究人員

  • 莎拉·西格,麻省理工學院天體物理學家,致力於確定太陽系外行星特徵的理論框架

  • 安吉拉·達克沃思,賓夕法尼亞大學心理學家,研究毅力和自制力在教育成就中的地位

  • C·凱文·博伊斯,斯坦福大學古植物學家,探索古代植物遺骸與當今生態系統之間的聯絡

  • 菲爾·巴蘭,加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯研究所的有機化學家,在實驗室中重新創造用於製藥應用的天然產物。

  • 傑弗裡·布倫納,新澤西州卡姆登市的初級保健醫生

  • 克雷格·芬尼,康奈爾大學材料科學家

  • 卡爾·哈伯,勞倫斯伯克利國家實驗室的音訊儲存專家

  • 迪娜·卡塔比,麻省理工學院計算機科學家,研究無線網路

  • 朱莉·利文斯頓,羅格斯大學公共衛生歷史學家和人類學家

  • 大衛·洛貝爾,斯坦福大學農業生態學家

  • 希拉·尼倫伯格,康奈爾大學神經科學家,研究假肢

  • 安娜·瑪麗亞·雷,科羅拉多大學博爾德分校原子物理學家

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