AI dokáže predpovedať riziko psychózy v každodennom jazyku
Jazyk ľudí by mohol odhaliť stopy o ich budúcom riziku vzniku psychózy. Vedci to dospeli po štúdiu jemných vlastností každodennej reči ľudí.
Vedci z Emory University v Atlante v štáte GA a Harvardovej univerzity v Bostone v MA použili techniku strojového učenia na analýzu jazyka v skupine rizikových mladých ľudí.
Zistili, že s presnosťou 93% dokážu predpovedať, u ktorých jedincov sa vyvinie psychóza.
Nedávna npj schizofrénia študijný dokument popisuje, ako tím vyvinul a testoval metódu.
Senior autor štúdie Phillip Wolff, profesor psychológie na Emory University, vysvetľuje, že predchádzajúci výskum už preukázal, že „jemné znaky budúcej psychózy sú prítomné v jazyku ľudí“. Poznamenal však: „pomocou strojového učenia sme skutočne odhalili skryté podrobnosti o týchto funkciách.“
Spolu s kolegami navrhol prístup založený na strojovom učení na meranie dvoch jazykových premenných: sémantickej hustoty a používania slov týkajúcich sa zvuku.
Dospeli k záveru, že „konverzia na psychózu je signalizovaná nízkou sémantickou hustotou a hovorením o hlasoch a zvukoch.“
Nízka sémantická hustota je mierou toho, čo tím označuje ako „chudobu obsahu“ alebo neurčitosť.
„Táto práca,“ poznamenávajú autori, „je dôkazom koncepčnej štúdie, ktorá demonštruje, že ukazovatele budúceho duševného zdravia je možné získať z prirodzeného jazyka ľudí pomocou výpočtových metód.“
Príznaky strojového učenia a psychózy
Strojové učenie je druh umelej inteligencie, pri ktorej sa počítače „učia zo skúseností“ bez toho, aby vedci museli učenie výslovne programovať.
Systém strojového učenia vyhľadáva vzory v známej sade údajov a rozhoduje, ktoré vzory identifikujú konkrétne vlastnosti. Keď sa „naučíte“, čo sú tieto funkcie, potom ich môžete neúnavne identifikovať v novej sade údajov.
Strojové učenie dokáže spozorovať v ľudskom jazyku používanie vzorov, ktoré si nemusia všimnúť ani lekári, ktorí prešli školením na diagnostiku a liečbu osôb s rizikom psychózy.
„Pokúšať sa tieto jemnosti počuť v rozhovoroch s ľuďmi je ako snažiť sa vidieť mikroskopické zárodky očami,“ vysvetľuje autor prvej štúdie Neguine Rezaii, pracovník neurologického oddelenia na Harvardskej lekárskej fakulte.
Je však možné pomocou strojového učenia nájsť určité jemné vzorce, ktoré sa skrývajú v jazyku ľudí. „Je to ako mikroskop na varovné príznaky psychózy,“ dodáva.
Rezaii začala na štúdii pracovať, kým bola rezidentkou na katedre psychiatrie a behaviorálnych vied na lekárskej fakulte Emory University.
Psychóza je stav mysle, v ktorom môže byť ťažké rozlíšiť medzi tým, čo je skutočné a čo nie.
Keď človek vstúpi do tohto stavu mysle, lekári tomu hovoria psychotická epizóda. Počas takejto epizódy ľudia prežívajú narušené vnímanie a myšlienky. Bludy a halucinácie sú častými príznakmi psychózy.
Počas psychotickej epizódy môže človek prejavovať nevhodné správanie alebo hovoriť nesúvisle. Okrem toho sa u nich môže vyskytnúť prerušenie spánku a spoločenské uzavretie, depresia a úzkosť.
Podľa údajov Národného ústavu duševného zdravia, ktorý je jedným z Národných inštitútov zdravia (NIH), v Spojených štátoch asi 3% ľudí zažije počas života obdobie psychózy.
Zlepšenie včasnej diagnostiky rizika psychózy
Psychóza je charakteristickým znakom schizofrénie a iných závažných dlhodobých stavov duševného zdravia.
Varovné príznaky psychózy zvyčajne začínajú v období stredného až neskorého tínedžerského veku zhlukom príznakov psychózy, ktoré lekári označujú ako prodromálny syndróm.
Asi u 25–30% dospievajúcich, u ktorých sa vyvinie prodromálny syndróm, sa vyvinie psychotické ochorenie, ako je schizofrénia.
Z rozhovorov a testov kognitívnych schopností môžu lekári s príslušným školením zvyčajne predpovedať, u ktorých ľudí s prodromálnym syndrómom sa vyvinie psychóza s presnosťou okolo 80%.
Vedci skúšajú rôzne prístupy na zlepšenie tejto rýchlosti predikcie a na spresnenie a spresnenie diagnostického procesu. Jedným z týchto prístupov je strojové učenie.
Profesor Wolff a jeho tím začali štúdium získaním systému strojového učenia na identifikáciu jazykových noriem každodennej konverzácie.
Poskytli systému online konverzácie od 30 000 používateľov Redditu. Reddit je online platforma pre novinky, hodnotenie obsahu a diskusné platformy, kde registrovaní používatelia môžu konverzovať o rôznych témach.
Tím použil softvér Word2Vec na analýzu jednotlivých slov v konverzácii. Softvér mapuje slová tak, aby tie, ktoré majú podobný význam, boli blízko seba v „sémantickom priestore“, zatiaľ čo tie, ktoré majú veľmi odlišný význam, sú od seba vzdialené.
Vedci do systému pridali ďalší program, aby rozšírili svoju schopnosť analyzovať sémantiku. Predchádzajúce štúdie obmedzili túto analýzu na meranie sémantickej koherencie, ktoré sa zameriava na to, ako ľudia používajú slová naprieč vetami.
Sémantická hustota však ide o krok ďalej a hodnotí tiež to, ako ľudia organizujú svoje slová do viet. Tím naznačuje, že ide o lepší indikátor mentálnych procesov, ktoré ľudia používajú na zostavovanie viet.
Po zaškolení systému strojového učenia na stanovenie „normálnej základnej línie“ ho tím následne informoval o rozhovoroch z diagnostických rozhovorov 40 účastníkov severoamerickej Prodrome Longitudinal Study (NAPLS).
NAPLS je viacstránkový 14-ročný projekt, ktorého cieľom je zlepšiť schopnosť lekárov diagnostikovať mladých ľudí, ktorí by mohli byť vystavení riziku vzniku psychózy, a porozumieť ich príčinám.
Tím potom porovnal analýzu strojového učenia konverzácií NAPLS so základnými údajmi. Porovnali to tiež s následnými údajmi, ktoré ukázali, u ktorých účastníkov sa vyvinula psychóza.
Výsledky odhalili, že účastníci, u ktorých sa neskôr vyvinula psychóza, mali tendenciu používať viac zvukových slov ako východisková hodnota a tiež častejšie používali slová podobného významu.
„Ak dokážeme identifikovať jednotlivcov, ktorí sú skôr ohrození, a preventívne intervenovať,“ vysvetľuje spoluautorka prof. Elaine Walker, „mohli by sme tieto nedostatky napraviť.“
„Existujú dobré údaje, ktoré ukazujú, že liečba, ako je kognitívno-behaviorálna terapia, môže oddialiť nástup a možno dokonca znížiť výskyt psychóz,“ dodáva.
Tím teraz zhromažďuje rozsiahlejšie zbierky údajov a plánuje otestovať novú techniku strojového učenia s inými mozgovými a psychiatrickými stavmi, ako je demencia.
"Tento výskum je zaujímavý nielen pre svoj potenciál odhaliť viac o duševných chorobách, ale aj pre pochopenie toho, ako pracuje myseľ - ako spája myšlienky."
Prof. Phillip Wolff
