丹尼斯·沃尔，博士，Cognoa 的联合创始人 – 采访系列

丹尼斯·沃尔（Dennis Wall），博士，是斯坦福大学的儿科和精神病学副教授，也是Cognoa的联合创始人。 Cognoa 致力于创造一个无与伦比的儿科行为健康护理标准，确保所有儿童和家庭都能获得公平的早期干预机会，通过提供高质量的产品来改善他们的终身结果。

您长期以来一直与一个患有自闭症的人有个人关系。您能描述这种关系以及您从中学到了什么吗？

我的嫂子患有严重的自闭症。我从青少年时期就认识她了。我曾就读于波士顿学院高中，与她的表弟和我的朋友一起上学，但我住在科德角，每天往返的路程需要2个小时。后来，我的朋友坚持让我开始在他的家里住，直到周末，我很感谢他。这样，我就接触到了他们的家庭，并了解了贝基和自闭症的高潮和低谷。

我后来在加州大学伯克利分校完成了整合生物学的培训，在斯坦福大学完成了计算基因学的培训，然后带着我的妻子艾比回到波士顿，在哈佛大学开始了新的教职。我有机会将我的实验室和学术研究致力于了解自闭症，并找到方法来利用我的培训为像贝基这样的家庭找到解决方案。这让我走上了多条道路，最重要的是对自闭症诊断的现状进行了重新审视。我的个人经历告诉我，许多家庭在诊断和治疗自闭症方面需要新的创新和改变。

您经常被描述为“自闭症研究的坏男孩”，您觉得这种描述是当之无愧的吗？

我不认为这种描述是被普遍认同的意见。最近，我被选为美国医疗信息学学院的院士，并被列为全球自闭症研究人员的第九位。我已经花了16年时间致力于寻找更好的解决方案来诊断和治疗自闭症。

由于父母必须等待一到三年才能获得自闭症诊断并开始治疗他们的孩子，这导致许多孩子错过了早期神经发育的关键窗口，从而限制了治疗的有效性。这促使我使用人工智能和机器学习来开发一种可以改善结果和当前系统的解决方案。由于行为健康专家的短缺，等待时间继续恶化。COVID-19进一步加剧了诊断的可及性挑战。很明显，我们必须创新并接受新的解决方案，以帮助孩子和他们的家庭更快、更高效地获得诊断和护理。Cognoa正在做这件事，我的主要关注点是推动创新并创造能够以公平的方式和适当的时间惠及所有家庭的解决方案。医疗保健社区迫切需要创新和合作。

您经常重读查尔斯·达尔文的开创性著作《物种起源》。是什么让这本著作对您如此重要？

我热爱生物多样性。我热爱了解这个世界。我热爱达尔文如何挑战现状，提出一个关于物种如何产生和继续产生的异端理论。他的书还阐述了一个用于通过物理、行为和形态特征对生物进行分类的算法，这为系统学、系统发育和群体遗传学等领域奠定了数学基础。这些领域虽然看起来与医学领域很远，但实际上并非如此。就像物种的复杂性一样，像自闭症这样的疾病有很多形式，需要通过机器学习等数学基础进行仔细描述。这使得这个过程更加客观、数据驱动，并将我们带回到可以以非常实用的方式使用的数量和数字。

您是Cognoa的创始人，您能分享这个公司的创立故事吗？

由于我与自闭症的个人经历和职业研究，我创立了Cognoa，旨在改善当前的自闭症儿童和家庭护理系统，以改善他们的生活。在我的培训期间和通过跟随医生，我亲眼目睹了家庭在导航当前系统时面临的巨大挑战，特别是诊断过程与家庭需求不符。太多的家庭面临着漫长而艰苦的诊断之旅。因此，孩子们错过了早期神经发育的关键窗口，此时早期干预对改善自闭症儿童和家庭的终身结果具有最大的潜力。

我在哈佛开始了我的教职，专注于自闭症的分子基础。我们知道（并且知道），作为一个领域，自闭症是遗传的和可遗传的。然而，负责的基因尚不清楚。我与波士顿儿童医院（当时的波士顿儿童医院）合作，经过多次全面分析，我开始想知道如何对孩子进行标记 – 即确认孩子的类别或诊断。

所以我跟随临床医生和临床技术人员，他们进行自闭症评估，包括在单向玻璃/镜子后面观察，因为临床医生使用标准护理评估（ADI-R）和ADOS（自闭症诊断观察计划）与父母和孩子进行访谈。我了解到诊断过程虽然设计良好，但非常漫长，很难重复，而且主观性不可避免地进入了等式。这一切促使我寻找更快的诊断评估方法。我将我的精力集中在表型上 – 以及如何构建数字量化工具来对孩子进行表型化，以高准确率、判读者间可靠性和更高的效率进行表型化。答案绝对是肯定的。

有了这个，我就能够开始为一家新公司筹集资金，这家公司将首先专注于改善诊断之旅。目前，儿科医生将大多数儿童转介给专家进行诊断和治疗。这通常导致孩子和家庭等待数月甚至数年，直到他们的孩子接受初始自闭症诊断并开始改变生活的治疗。Cognoa旨在从根本上改变这种现状，通过赋予儿科医生在初级医疗环境中进行准确诊断的能力，并通过让专家专注于更复杂的病例来支持专家，从而简化整个系统。

Cognoa极大地依赖于机器学习，您最初被什么吸引到这项技术？

机器学习（ML）在发现数据模式方面非常出色。大量数据是复杂和多维的，包括对孩子在评估期间进行的观察数据。对于像自闭症这样的行为健康状况的诊断，存在社会测量、感官测量、时间依赖和独立性，以及情绪、动作、手势、反应等的变化。所有这些组件都需要纳入决策中，ML可以帮助临床医生找出哪些特定的特征与其他特征相关，哪些不相关。它可以帮助识别最相关的特征，这些特征最终推动了决策。

我们可以使用ML来消除噪音，找到显著特征，并生成一个数学模型来创建孩子的数字表型。但这只是一个开始。接下来需要确定如何以准确、可扩展和可重复的方式评分这些特征。

Cognoa首先是一家致力于改善健康结果的公司，特别是儿童发展健康的结果。我们不是一家专门从事某种技术的公司。机器学习可以帮助我们更快地做出决定，帮助消除过程中的错误，并在为不同社会经济人群、男孩和女孩以及所有文化和种族提供服务方面发挥关键作用。但是，要想成功，机器的学习需要与正确的数据流动工具相结合。因此，Cognoa致力于确保ML——已经证明具有高临床准确性——可以通过无处不在的技术（如智能手机）访问，使过程快速、效率高，并尽可能地提供服务。此外，很明显，技术在解决医疗保健差异和低效方面的作用已经被COVID-19进一步凸显。

您能否讨论Cognoa如何利用最新的AI和机器学习技术来引入一种新的自闭症护理范式？

通过将自闭症诊断带入数字时代，Cognoa正在开创一种新的自闭症诊断方法，以改善健康结果、家庭的生活质量，并通过这样做，改善当前复杂的系统。如前所述，目前儿科医生将大多数儿童转介给专家进行诊断和治疗。许多家庭面临着漫长的诊断过程，通常等待数月甚至数年，直到他们的孩子接受初始自闭症诊断并开始改变生活的治疗。

Cognoa的方法引入了一种新的自闭症护理范式，通过赋予儿科医生在初级医疗环境中进行准确诊断的能力。这将使专家和儿童都受益，因为它允许专家专注于更复杂的病例，而不是等待名单上的儿童，这将简化整个系统。目标是使更多儿童能够在早期、关键的神经发育窗口开始自闭症早期干预，此时干预对改善自闭症儿童和家庭的终身结果具有最大的潜力。

正如我提到的，Cognoa的AI也被故意设计为包容性别、种族、民族和社会经济起源，从而消除历史上一直困扰自闭症诊断的人为偏见。通过这样做，Cognoa正在为所有儿童民主化自闭症诊断，以帮助创造所有儿童的平等护理。

我们正在通过两种不同的方式解决护理可及性的问题。一般来说，儿科医生比自闭症专家更容易接触到儿童和家庭，后者存在严重的短缺。通过使儿科医生能够进行诊断（按照美国儿科学会的指南，儿科医生开始在初级医疗环境中诊断自闭症），儿童和家庭获得护理的机会更大。其次，我们设备的数字性质意味着儿科医生将能够通过远程医疗使用它来准确捕获输入。即使在地理或其他后勤挑战的情况下，例如在疫情期间，也可以进行自闭症诊断。

您能否讨论一些Cognoa利用机器学习使自闭症诊断更加客观和高效的努力？

研究一再表明，性别、种族、民族和社会经济差异在自闭症诊断中普遍存在。例如，女孩的自闭症诊断平均比男孩晚1.5年。此外，25%的8岁以下自闭症儿童中，绝大多数是黑人或西班牙裔，根本没有被诊断。这是因为历史上缺乏对自闭症在女孩和少数族裔中表现的了解，以及影响这些儿童获得护理的障碍。

虽然人们经常担心AI会延续这些偏见，因为它被训练数据中的偏见所影响，但在Cognoa，我们已经故意构建了我们的AI算法，以包容性别、种族、民族和社会经济起源，以解决这些长期存在的不平等。这涉及使用来自不同背景的成千上万个儿童的历史患者数据。这些数据包括各种情况、表现和合并症，并代表了所支持的年龄范围内的两性。

使用这个广泛的数据集，Cognoa的AI评估了成千上万的人类特征和特点，使其能够做出与当前和未来行为健康状况（如自闭症）相关的微妙联系，具有临床医生无法匹配的准确性和速度，同时消除了人为偏见。

您能否描述什么是Cognoa的ASD治疗方法，以及它将如何改善社会情感互动？

Cognoa的自闭症治疗方法目前正在临床开发中，因此我无法透露它将如何工作。我可以分享的是，Cognoa正在开发针对自闭症核心缺陷的治疗解决方案，例如社会情感识别和参与。Cognoa的数字治疗解决方案也已获得FDA的突破性治疗设备指定。

我对使用数字行为健康解决方案来大大提高自闭症治疗和疗法以及改善自闭症儿童和家庭的生活感到非常兴奋。

在将Superpower Glass许可给Cognoa之前，在我的斯坦福实验室里，我们将该解决方案从概念验证到经过严格测试的计算机视觉工具。该系统在仅六周的使用后就显示出非常显著的治疗效果，与对照组相比。结果发表在JAMA Pediatrics上。

我们还发明了一种新工具（guesswhat.stanford.edu），它与Superpower Glass类似，增强了孩子的现实，以鼓励他们与玩伴进行社交行为。我们计划在随机对照试验中测试它，并最终将其推广到广大自闭症儿童。

您是否还有其他关于Cognoa的信息想要分享？

2020年9月，Cognoa宣布，该公司将向FDA提交自闭症诊断设备申请，经成功的关键研究后。这代表了Cognoa改善自闭症儿童和家庭生活的使命中的一个令人兴奋的里程碑。我们目前正在准备研究结果以在同行评议期刊上发表，并期待在未来分享进一步的进展。

感谢这次精彩的采访，希望了解更多的读者可以访问Cognoa。