ШІ може передбачати ризик розвитку психозу повсякденною мовою
Мова людей може розкрити підказки про їх майбутній ризик розвитку психозу. Висновок про це вчені зробили після вивчення тонких особливостей повсякденного мовлення людей.
Дослідники з університету Еморі в Атланті, штат Джорджія, і Гарвардського університету в Бостоні, штат Массачусетс, використовували техніку машинного навчання для аналізу мови у групі молодих людей, що перебувають у групі ризику.
Вони виявили, що вони можуть передбачити, у кого з людей розвиватиметься психоз з точністю до 93%.
Нещодавно npj шизофренія У навчальній роботі описується, як команда розробляла та перевіряла метод.
Старший автор дослідження Філіп Вольф, професор психології з університету Еморі, пояснює, що попередні дослідження вже встановили, що "в мові людей присутні тонкі риси майбутнього психозу". Однак він зазначив, "ми використовували машинне навчання, щоб фактично розкрити приховані деталі про ці функції".
Він та його колеги розробили свій підхід до машинного навчання для вимірювання двох мовних змінних: семантичної щільності та використання слів, що стосуються звуку.
Вони дійшли висновку, що "перехід до психозу сигналізується низькою смисловою щільністю та розмовами про голоси та звуки".
Низька семантична щільність - це показник того, що команда називає "бідністю вмісту" або невизначеністю.
"Ця робота, - зазначають автори, - є доказом концептуального дослідження, яке демонструє, що показники майбутнього психічного здоров'я можна отримати з природної мови людей за допомогою обчислювальних методів".
Машинне навчання та симптоми психозу
Машинне навчання - це тип штучного інтелекту, при якому комп’ютери «вчаться на досвіді», без того, щоб вченим потрібно було чітко програмувати навчання.
Система машинного навчання шукає закономірності у відомому наборі даних і вирішує, які шаблони ідентифікують конкретні особливості. "Дізнавшись", що це за функції, він може невтомно ідентифікувати їх у новому наборі даних.
Машинне навчання може виявити закономірності вживання мовою людей, які навіть лікарі, які пройшли навчання з діагностики та лікування тих, хто ризикує психозом, можуть не помітити.
"Спроба почути ці тонкощі в розмовах з людьми - це все одно, що намагатися побачити мікроскопічні мікроби очима", - пояснює автор першого дослідження Негіне Резаї, співробітник кафедри неврології Гарвардської медичної школи.
Однак можна використовувати машинне навчання, щоб знайти певні тонкі закономірності, що ховаються в мові людей. "Це як мікроскоп для попереджувальних ознак психозу", - додає вона.
Резайі почала працювати над дослідженням, коли була резидентом кафедри психіатрії та поведінкових наук Медичної школи університету Еморі.
Психоз - це стан душі, при якому буває важко відрізнити, що є реальним, а що ні.
Коли людина входить у такий стан душі, лікарі називають це психотичним епізодом. Під час такого епізоду люди відчувають порушене сприйняття та думки. Марення та галюцинації - загальні симптоми психозу.
Під час психотичного епізоду людина може виявляти неадекватну поведінку або розмовляти незв’язно. Крім того, вони можуть відчувати порушення сну і стати соціально замкнутими, депресивними і тривожними.
За даними Національного інституту психічного здоров'я, який є одним із Національних інститутів охорони здоров'я (NIH), у Сполучених Штатах близько 3% людей зазнають періоду психозу протягом свого життя.
Покращення ранньої діагностики ризику психозу
Психоз є відмінною рисою шизофренії та інших важких станів психічного здоров’я, що тривають довго.
Попереджувальні ознаки психозу зазвичай починаються в середині та пізньому підлітковому віці з набору симптомів психозу, які лікарі описують як продромальний синдром.
Приблизно у 25–30% підлітків, у яких розвивається продромальний синдром, розвинеться така психотична хвороба, як шизофренія.
За допомогою співбесід та тестів когнітивних здібностей лікарі, які мають відповідну підготовку, зазвичай можуть передбачити, у кого з людей з продромальним синдромом буде розвиватися психоз з точністю близько 80%.
Вчені намагаються застосовувати різні підходи, щоб покращити цей коефіцієнт прогнозування та зробити процес діагностики більш точним та зрозумілим. Машинне навчання - один із таких підходів.
Професор Вольф та його команда розпочали своє навчання, отримавши систему машинного навчання для виявлення мовних норм щоденної розмови.
Вони годували систему онлайн-розмовами 30 000 користувачів Reddit. Reddit - це онлайн-новини, рейтинг вмісту та дискусійна платформа, де зареєстровані користувачі можуть спілкуватися на різні теми.
Команда використовувала програмне забезпечення Word2Vec для аналізу окремих слів у розмові. Програмне забезпечення відображає слова так, що ті, що мають подібні значення, знаходяться поруч один з одним у «семантичному просторі», тоді як ті, що мають дуже різне значення, знаходяться далеко один від одного.
Дослідники додали ще одну програму до системи, щоб розширити її здатність аналізувати семантику. Попередні дослідження обмежили цей аналіз вимірюванням семантичної узгодженості, яка розглядає, як люди використовують слова в реченнях.
Однак семантична щільність робить крок далі і також оцінює, як люди впорядковують свої слова у речення. Команда припускає, що це кращий показник психічних процесів, які люди використовують для формування речень.
Навчивши систему машинного навчання для встановлення "нормальної базової лінії", команда надала їй розмови з діагностичних інтерв'ю 40 учасників Північноамериканського продромського поздовжнього дослідження (NAPLS).
NAPLS - це багатосайтовий 14-річний проект, який спрямований на покращення здатності лікарів діагностувати молодих людей, які можуть ризикувати розвитком психозу, та зрозуміти причини.
Потім команда порівняла аналіз машинного навчання розмов NAPLS з базовими даними. Вони також порівняли це з подальшими даними, які показали, у яких учасників розвивався психоз.
Результати показали, що учасники, у яких пізніше розвинувся психоз, як правило, вживають більше звукоспоріднених слів, ніж вихідне, і вони також частіше використовують слова подібного значення.
"Якщо ми зможемо виявити осіб, які перебувають у групі ризику, і застосувати профілактичні заходи, - пояснює співавтор професор Ілейн Уокер, - ми могли б зменшити дефіцит".
"Є хороші дані, які показують, що такі методи лікування, як когнітивно-поведінкова терапія, можуть затримати початок і, можливо, навіть зменшити частоту розвитку психозу", - додає вона.
Зараз команда збирає більш широкі колекції даних і планує протестувати нову техніку машинного навчання з іншими мозковими та психічними захворюваннями, такими як деменція.
"Це дослідження цікаве не лише своїм потенціалом розкрити більше про психічні захворювання, але й розумінням того, як працює розум - як він поєднує ідеї".
Професор Філіп Вольф
