Τεχνολογία: Πώς βοηθάει το τεστ ομιλίας στη διάγνωση νευροεκφυλιστικών ασθενειών

Τεχνολογία: Με τη βοήθεια των τεστ ομιλίας, μια αρχική διάγνωση σοβαρών νευροεκφυλιστικών ασθενειών θα πρέπει να είναι δυνατή στο μέλλον.

Με τη βοήθεια των τεστ ομιλίας, μια αρχική διάγνωση σοβαρών νευροεκφυλιστικών ασθενειών θα πρέπει να είναι δυνατή στο μέλλον. Οι ερευνητές στο DZNE αναπτύσσουν τους λεγόμενους ψηφιακούς βιοδείκτες για αυτόν τον σκοπό – αυτά είναι κριτήρια που μπορεί να χρησιμοποιήσει η τεχνητή νοημοσύνη για να ανιχνεύσει εάν το μοτίβο ομιλίας ενός ασθενούς έχει αλλάξει ως αποτέλεσμα μιας ασθένειας. Η τεχνολογία καταφέρνει να ανιχνεύσει ακόμη και τις παραμικρές αλλαγές στην ομιλία που δεν ακούγονται στο ανθρώπινο αυτί.

Τεστ Ομιλίας για ασθενείς με νευροεκφυλιστικές ασθένειες

Το έργο DZNE, PROSA (“A High-Frequency Prognostic Speech Digital Biomarker with Low Stress”), χρηματοδοτείται τώρα με 200.000 $ από το Alzheimer’s Drug Discovery Foundation και το Target ALS Initiative, που εδρεύουν στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η μετωποκροταφική άνοια (FTD) και η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση (ALS) αποτελούν το επίκεντρο του ενδιαφέροντος των εμπλεκόμενων ερευνητών του DZNE. Στην FTD, τα νευρικά κύτταρα πεθαίνουν κυρίως στις μετωπιαίες και κροταφικές περιοχές του εγκεφάλου – στον μετωπιαίο και κροταφικό λοβό, οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για τον έλεγχο των συναισθημάτων και της κοινωνικής συμπεριφοράς, μεταξύ άλλων.

Στην ALS, τα νευρικά κύτταρα του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού πεθαίνουν. Μέχρι τώρα, και οι δύο ασθένειες ήταν εξαιρετικά δύσκολο να διαγνωστούν. Η γλώσσα θεωρείται εδώ και καιρό από τους ερευνητές ως ένας πιθανός δείκτης νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

«Υπήρξαν προηγούμενες προσεγγίσεις στις οποίες οι επιστήμονες αξιολόγησαν κειμενικούς παράγοντες: Πόσο περίπλοκη γραμματική χρησιμοποιούσαν τα υποκείμενα, πόσο μεγάλο είναι το λεξιλόγιό τους, πώς συνδυάζουν λέξεις;» εξηγεί η καθ. Δρ Anja Schneider, επικεφαλής ομάδας εργασίας στο DZNE και διευθύντρια του Τμήματος Νευροεκφυλιστικών Νοσημάτων και Γεροψυχιατρικής στο Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Βόννης.

Ωστόσο, ήταν κουραστική και αργή δουλειά βασισμένη σε λεπτομερείς μεταγραφές όσων ειπώθηκαν. Η σύγχρονη τεχνολογία προσφέρει πλέον νέες δυνατότητες: «Η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί να εκτελέσει τέτοιες αναλύσεις πολύ πιο γρήγορα και επίσης να λάβει υπόψη τις μελωδικές πτυχές του λόγου». Η Anja Schneider ηγείται της μελέτης για τις γλωσσικές αλλαγές σε ασθενείς με FTD ως μέρος του χρηματοδοτούμενου τώρα έργου, ενώ ο συνάδελφός της στο DZNE, Καθ. Dr. Andreas Hermann, εστιάζει στους ασθενείς με ALS. Στο έργο συμμετέχουν επίσης δύο ιδιωτικές εταιρείες.

Η διαδικασία ενός γλωσσικού τεστ είναι πολύ απλή για τους ασθενείς: Τους τίθενται τρεις ανοιχτές ερωτήσεις – για τις δραστηριότητες αναψυχής, για παράδειγμα, ή για την καριέρα τους. Ελεύθερες περιγραφές μιας εικόνας που παρουσιάζεται είναι επίσης νοητές. Ο καθοριστικός παράγοντας είναι ότι οι εξεταζόμενοι μιλούν αυθόρμητα.

Στη συνέχεια, η τεχνητή νοημοσύνη αναλύει την πολυπλοκότητα της ομιλίας – και λαμβάνει επίσης υπόψη τις παύσεις μεταξύ των λέξεων, την ταχύτητα του λόγου και άλλες μελωδικές πτυχές της γλώσσας. Σε ασθενείς με ALS, των οποίων η αναπνοή συνήθως περιορίζεται από την εξέλιξη της νόσου, η τεχνητή νοημοσύνη μπορεί επιπλέον να ανιχνεύσει ανωμαλίες και εδώ σε πολύ πρώιμο στάδιο. «Οι διάλεκτοι και άλλα μεμονωμένα χαρακτηριστικά του λόγου δεν επηρεάζουν την ακρίβεια των αποτελεσμάτων», λέει η Anja Schneider. Η παρατήρησή της: «Η τεχνητή νοημοσύνη ανιχνεύει τέτοιες λεπτές αποχρώσεις των αλλαγών της ομιλίας που ένας κανονικός ακροατής δεν θα αναγνώριζε καθόλου χωρίς τεχνικά βοηθήματα».

Οι ερευνητές της Βόννης ενσωματώνουν δεδομένα από δύο μελέτες DZNE για την ανάπτυξη της μεθόδου: Στο Describe FTD και στο Describe ALS, οι ασθενείς παρακολουθούνται για μεγαλύτερη πορεία της νόσου με πολύπλοκες κλινικές εξετάσεις. Για το έργο PROSA, ορισμένα μαθήματα υποβάλλονται επίσης σε διάφορες γλωσσικές δοκιμασίες. Τα αποτελέσματά τους συνδυάζονται με γνωστικές εξετάσεις.

Χάρη σε αυτές τις πολυεπίπεδες γνώσεις, οι ερευνητές ελπίζουν ότι οι γλωσσικοί δείκτες μπορούν να αναπτυχθούν περαιτέρω: Εάν οι εγκεφαλικές καταγραφές και οι γενετικές δοκιμές δείξουν πόσο μακριά έχει προχωρήσει η ασθένεια – τότε οι επιστήμονες μπορούν να χρησιμοποιήσουν γλωσσικές καταγραφές από το ίδιο ακριβώς στάδιο εξέλιξης της νόσου στο καθορίστε πώς αλλάζει η γλώσσα. «Θέλουμε επίσης να βρούμε απαντήσεις σε άλλες ερωτήσεις», λέει η Anja Schneider. «Για παράδειγμα, σχετίζεται η ακρίβεια του τεστ ομιλίας με την καθημερινή μορφή του ασθενούς; Η γλώσσα επιδεινώνεται γραμμικά στην πορεία της νόσου, ώστε να μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν γλωσσικό δείκτη όχι μόνο για να κάνουμε διάγνωση, αλλά ακόμη και για να βγάλουμε συμπεράσματα σχετικά με το πόσο γρήγορα εξελίσσεται η ασθένεια στον αντίστοιχο ασθενή;».

100 ασθενείς από την κοόρτη ALS και 100 ασθενείς από την κοόρτη FTD θα συμπεριληφθούν στη μελέτη. θα προστεθούν επιπλέον θέματα για την ομάδα ελέγχου. Μέχρι τώρα, η διάγνωση ασθενών με FTD και ALS ήταν εξαιρετικά περίπλοκη. Συνήθως μπορεί να γίνει μόνο σε άκρως εξειδικευμένα εξειδικευμένα κέντρα. Οι απαραίτητες εξετάσεις διαρκούν τουλάχιστον δέκα ώρες και ο χρόνος αναμονής για ραντεβού είναι έως και μισό χρόνο.

Με τη βοήθεια γλωσσικού τεστ, πιθανοί ασθενείς θα μπορούσαν να εξεταστούν εκ των προτέρων, ιδανικά ακόμη και μέσω τηλεφώνου, για να παρέχουν στους γιατρούς υποστήριξη για τη διάγνωσή τους.

Καινοτομία στην καταπολέμηση των εγκεφαλικών διαταραχών

Το 1ο Health Hackathon για ψηφιακές λύσεις υγειονομικής περίθαλψης στην Ουκρανία

Νέα τεχνολογία επιτρέπει την κατασκευή υλικών που μιμούνται τη δομή των ζωντανών αιμοφόρων αγγείων

Μπορεί η τεχνολογία να βοηθήσει την ψυχική υγεία;