AI може да предскаже риск от психоза в ежедневния език
Езикът на хората може да разкрие улики за бъдещия им риск от развитие на психоза. Учените стигнаха до това, след като проучиха фините черти на ежедневната реч на хората.
Изследователи от Университета Емори в Атланта, Джорджия и Харвардския университет в Бостън, Масачузетс, използваха техника за машинно обучение, за да анализират езика в група млади хора в риск.
Те открили, че могат да предвидят кои индивиди ще продължат да развиват психоза с точност 93%.
Скорошно npj шизофрения учебната статия описва как екипът е разработил и тествал метода.
Старшият автор на изследването Филип Волф, професор по психология в университета Емори, обяснява, че по-ранните изследвания вече са установили, че „фините черти на бъдещата психоза присъстват в езика на хората“. Той обаче отбеляза: „Използвали сме машинно обучение, за да разкрием всъщност скрити подробности за тези функции.“
Той и колегите му създадоха своя подход за машинно обучение, за да измерват две езикови променливи: семантична плътност и използване на думи, свързани със звука.
Те стигнаха до заключението, че „превръщането в психоза се сигнализира от ниска семантична плътност и разговори за гласове и звуци“.
Ниската семантична плътност е мярка за това, което екипът нарича "бедност на съдържанието" или неяснота.
„Тази работа“, отбелязват авторите, „е доказателство за концептуално проучване, демонстриращо, че показателите за бъдещо психично здраве могат да бъдат извлечени от естествения език на хората с помощта на изчислителни методи.“
Машинно обучение и симптоми на психоза
Машинното обучение е вид изкуствен интелект, при който компютрите „се учат от опит“, без учените да се налага да програмират изрично обучението.
Система за машинно обучение търси модели в известен набор от данни и решава кои модели идентифицират специфични характеристики. След като „научи“ какви са тези функции, той може неуморно да ги идентифицира в нов набор от данни.
Машинното обучение може да открие модели в използването на езика на хората, които дори лекарите, преминали обучение за диагностика и лечение на тези, изложени на риск от психоза, може да не забележат.
„Опитът да чуеш тези тънкости в разговорите с хора е като да се опитваш да видиш микроскопски микроби с очите си“, обяснява авторът на първото изследване Негине Резаи, сътрудник в Катедрата по неврология в Медицинското училище в Харвард.
Възможно е обаче да се използва машинно обучение, за да се намерят някои фини модели, криещи се в езика на хората. „Това е като микроскоп за предупредителни признаци на психоза“, добавя тя.
Резайи започва да работи върху изследването, докато е била резидент в Катедрата по психиатрия и поведенчески науки в Медицинския факултет на Университета Емори.
Психозата е състояние на духа, при което може да е трудно да се направи разлика между това, което е реално и кое не.
Когато човек влезе в това състояние на духа, лекарите го наричат психотичен епизод. По време на такъв епизод хората изпитват нарушени възприятия и мисли. Заблудите и халюцинациите са често срещани симптоми на психоза.
По време на психотичен епизод човек може да проявява неподходящо поведение или да говори несвързано. Освен това те могат да получат нарушение на съня и да станат социално отдръпнати, депресирани и тревожни.
В Съединените щати около 3% от хората ще преживеят период на психоза през целия си живот, според данни на Националния институт по психично здраве, който е един от Националните здравни институти (NIH).
Подобряване на ранната диагностика на риска от психоза
Психозата е отличителен белег на шизофренията и други тежки състояния на психичното здраве в дългосрочен план.
Предупредителните признаци на психоза обикновено започват през средата до края на тийнейджърските години с група от симптоми на психоза, които лекарите описват като продромален синдром.
Около 25–30% от тийнейджърите, които развиват продромален синдром, ще развият психотично заболяване като шизофрения.
От интервюта и тестове за когнитивни способности лекарите с подходящо обучение обикновено могат да предвидят кои хора с продромален синдром ще продължат да развиват психоза с точност от около 80%.
Учените се опитват различни подходи, за да подобрят тази степен на прогнозиране и да направят диагностичния процес по-точен и ясен. Машинното обучение е един от тези подходи.
Проф. Волф и неговият екип започнаха своето проучване, като накараха тяхната система за машинно обучение да идентифицира езиковите норми на всекидневния разговор.
Те захранваха системата с онлайн разговори от 30 000 потребители на Reddit. Reddit е онлайн платформа за новини, съдържание и дискусии, където регистрираните потребители могат да разговарят по различни теми.
Екипът използва софтуер Word2Vec за анализ на отделни думи в разговора. Софтуерът картографира думите, така че тези, които имат сходни значения, да са близо един до друг в „семантичното пространство“, докато тези, които имат много различни значения, са далеч един от друг.
Изследователите добавиха друга програма към системата, за да разширят способността й да анализира семантиката. Предишни проучвания ограничават този анализ до измерване на семантична съгласуваност, която разглежда как хората използват думи в изречения.
Въпреки това, семантичната плътност отива още една стъпка напред и също така оценява как хората организират думите си в изречения. Екипът предполага, че това е по-добър показател за психичните процеси, които хората използват, за да формират изречения.
След като обучи системата за машинно обучение, за да установи „нормално изходно ниво“, екипът след това я подхрани с разговорите от диагностични интервюта на 40 участници в Северноамериканското надлъжно проучване на продрома (NAPLS).
NAPLS е многосайтов, 14-годишен проект, който има за цел да подобри способността на лекарите да диагностицират млади хора, които могат да бъдат изложени на риск от развитие на психоза, и да разберат причините.
След това екипът сравни анализа на машинното обучение на NAPLS разговорите с базовите данни. Те също го сравняват с последващи данни, които показват кои участници са развили психоза.
Резултатите разкриват, че участниците, които по-късно развиват психоза, са склонни да използват повече думи, свързани със звука, отколкото изходното ниво, и те също така използват думи с подобно значение по-често.
„Ако успеем да идентифицираме лица, които са изложени на риск по-рано и използваме превантивни интервенции“, обяснява съавторът проф. Илейн Уокър, „може да успеем да обърнем дефицитите.“
„Има добри данни, които показват, че лечения като когнитивно-поведенческа терапия могат да забавят началото и може би дори да намалят появата на психоза“, добавя тя.
Сега екипът събира по-обширни колекции от данни и планира да тества новата техника за машинно обучение с други мозъчни и психиатрични състояния, като деменция.
„Това изследване е интересно не само заради потенциала си да разкрие повече за психичните заболявания, но и за разбирането на това как работи умът - как събира идеите.“
Проф. Филип Волф
