AI poate prezice riscul psihozei în limbajul cotidian
Limbajul oamenilor ar putea dezvălui indicii despre riscul lor viitor de a dezvolta psihoză. Oamenii de știință au concluzionat după ce au studiat trăsăturile subtile ale vorbirii zilnice a oamenilor.
Cercetătorii de la Universitatea Emory din Atlanta, GA și Universitatea Harvard din Boston, MA, au folosit o tehnică de învățare automată pentru a analiza limbajul într-un grup de tineri cu risc.
Au descoperit că ar putea prezice ce indivizi vor continua să dezvolte psihoză cu o precizie de 93%.
Recent npj Schizofrenie lucrarea de studiu descrie modul în care echipa a dezvoltat și testat metoda.
Autorul principal al studiului, Phillip Wolff, profesor de psihologie la Universitatea Emory, explică faptul că cercetările anterioare stabiliseră deja că „caracteristicile subtile ale psihozei viitoare sunt prezente în limbajul oamenilor”. Cu toate acestea, a remarcat el, „am folosit învățarea automată pentru a descoperi de fapt detalii ascunse despre aceste funcții”.
El și colegii săi au conceput abordarea lor de învățare automată pentru a măsura două variabile lingvistice: densitatea semantică și utilizarea cuvintelor legate de sunet.
Ei au concluzionat că „conversia la psihoză este semnalată de o densitate semantică redusă și vorbesc despre voci și sunete”.
Densitatea semantică scăzută este o măsură a ceea ce echipa se referă la „sărăcie de conținut” sau vagitate.
„Această lucrare”, notează autorii, „este o dovadă a studiului conceptual care demonstrează că indicatorii sănătății mintale viitoare pot fi extrase din limbajul natural al oamenilor folosind metode de calcul.”
Învățarea automată și simptomele psihozei
Învățarea automată este un tip de inteligență artificială în care computerele „învață din experiență” fără ca oamenii de știință să fie nevoiți să programeze în mod explicit învățarea.
Un sistem de învățare automată caută modele într-un set cunoscut de date și decide care tipare identifică caracteristici specifice. După ce a „învățat” care sunt aceste caracteristici, le poate identifica neobosit într-un nou set de date.
Învățarea automată poate identifica modele de utilizare a limbajului de către oameni, pe care chiar și medicii care au fost instruiți pentru diagnosticarea și tratarea celor cu risc de psihoză ar putea să nu le observe.
„A încerca să auzi aceste subtilități în conversațiile cu oamenii este ca și cum ai încerca să vezi germenii microscopici cu ochii tăi”, explică autorul primului studiu Neguine Rezaii, coleg în cadrul Departamentului de Neurologie de la Harvard Medical School.
Cu toate acestea, este posibil să folosiți învățarea automată pentru a găsi anumite tipare subtile care se ascund în limbajul oamenilor. „Este ca un microscop pentru semne de avertizare a psihozei”, adaugă ea.
Rezaii a început să lucreze la studiu în timp ce era rezidentă la Departamentul de Psihiatrie și Științe Comportamentale de la Școala de Medicină a Universității Emory.
Psihoza este o stare de spirit în care poate fi dificil să se facă diferența dintre ceea ce este real și ceea ce nu este.
Când o persoană intră în această stare de spirit, medicii îl numesc un episod psihotic. În timpul unui astfel de episod, oamenii experimentează percepții și gânduri tulburate. Iluziile și halucinațiile sunt simptome frecvente ale psihozei.
În timpul unui episod psihotic, o persoană poate prezenta un comportament inadecvat sau poate vorbi incoerent. În plus, pot suferi tulburări de somn și pot deveni retrași social, deprimați și anxioși.
În Statele Unite, aproximativ 3% dintre oameni vor experimenta o perioadă de psihoză pe parcursul vieții, potrivit cifrelor Institutului Național de Sănătate Mintală, care este unul dintre Institutele Naționale de Sănătate (NIH).
Îmbunătățirea diagnosticului precoce al riscului de psihoză
Psihoza este un semn distinctiv al schizofreniei și al altor afecțiuni severe de sănătate mintală pe termen lung.
Semnele de avertizare ale psihozei încep de obicei în anii adolescenței până la sfârșitul anilor, cu un grup de simptome de psihoză pe care medicii le descriu ca fiind sindromul prodromal.
Aproximativ 25-30% dintre adolescenții care dezvoltă sindrom prodromal vor dezvolta o boală psihotică, cum ar fi schizofrenia.
Din interviuri și teste ale capacității cognitive, medicii cu pregătirea adecvată pot prezice, de obicei, care persoane cu sindrom prodromal vor continua să dezvolte psihoză cu o precizie de aproximativ 80%.
Oamenii de știință încearcă diverse abordări pentru a îmbunătăți această rată de predicție și pentru a face procesul de diagnosticare mai precis și mai simplu. Învățarea automată este una dintre aceste abordări.
Prof. Wolff și echipa sa și-au început studiul prin faptul că sistemul lor de învățare automată a identificat normele lingvistice ale conversației de zi cu zi.
Au alimentat sistemul conversații online de la 30.000 de utilizatori ai Reddit. Reddit este o platformă de știri online, de evaluare a conținutului și de discuții, unde utilizatorii înregistrați pot conversa despre diverse subiecte.
Echipa a folosit software-ul Word2Vec pentru a analiza cuvintele individuale din conversație. Software-ul mapează cuvintele astfel încât cei care au semnificații similare să fie aproape unul de altul în „spațiul semantic”, în timp ce cei care au semnificații foarte diferite sunt departe unul de celălalt.
Cercetătorii au adăugat un alt program la sistem pentru a-și extinde capacitatea de a analiza semantica. Studiile anterioare au limitat această analiză la măsurarea coerenței semantice, care analizează modul în care oamenii folosesc cuvintele între fraze.
Cu toate acestea, densitatea semantică face un pas mai departe și evaluează, de asemenea, modul în care oamenii își organizează cuvintele în propoziții. Echipa sugerează că acesta este un indicator mai bun al proceselor mentale pe care oamenii le folosesc pentru a forma propoziții.
După instruirea sistemului de învățare automată pentru a stabili o „linie de bază normală”, echipa i-a alimentat apoi conversațiile din interviurile de diagnostic a 40 de participanți la Studiul longitudinal nord-american Prodrome (NAPLS).
NAPLS este un proiect multisit, de 14 ani, care are ca scop îmbunătățirea capacității medicilor de a diagnostica tinerii care ar putea fi expuși riscului de a dezvolta psihoză și de a înțelege motivele.
Echipa a comparat apoi analiza de învățare automată a conversațiilor NAPLS cu datele de bază. De asemenea, au comparat-o cu date de urmărire care arătau ce participanți au continuat să dezvolte psihoză.
Rezultatele au arătat că participanții care au dezvoltat mai târziu psihoză au avut tendința de a utiliza mai multe cuvinte legate de sunet decât linia de bază și, de asemenea, au folosit cuvinte cu semnificație similară mai frecvent.
„Dacă putem identifica indivizii care sunt expuși riscului mai devreme și folosim intervenții preventive”, explică co-autorul prof. Elaine Walker, „am putea fi capabili să inversăm deficitele”.
„Există date bune care arată că tratamente precum terapia cognitiv-comportamentală pot întârzia debutul și poate chiar reduce apariția psihozei”, adaugă ea.
Echipa realizează acum colecții mai extinse de date și planuri pentru a testa noua tehnică de învățare automată cu alte afecțiuni ale creierului și psihiatrice, cum ar fi demența.
„Această cercetare este interesantă nu doar pentru potențialul său de a dezvălui mai multe despre bolile mintale, ci și pentru înțelegerea modului în care funcționează mintea - modul în care pune ideile laolaltă.”
Prof. Phillip Wolff
