Η AI μπορεί να προβλέψει τον κίνδυνο ψύχωσης στην καθημερινή γλώσσα
Η γλώσσα των ανθρώπων θα μπορούσε να αποκαλύψει ενδείξεις σχετικά με τον μελλοντικό κίνδυνο εμφάνισης ψύχωσης. Οι επιστήμονες το κατέληξαν μετά από μελέτη των λεπτών χαρακτηριστικών της καθημερινής ομιλίας των ανθρώπων.
Ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Emory στην Ατλάντα, στο GA και στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ στη Βοστώνη, χρησιμοποίησαν μια τεχνική μηχανικής εκμάθησης για να αναλύσουν τη γλώσσα σε μια ομάδα νέων που κινδυνεύουν.
Διαπίστωσαν ότι θα μπορούσαν να προβλέψουν ποια άτομα θα συνεχίσουν να αναπτύξουν ψύχωση με ακρίβεια 93%.
Πρόσφατο npj Σχιζοφρένεια το έγγραφο μελέτης περιγράφει πώς η ομάδα ανέπτυξε και δοκίμασε τη μέθοδο.
Ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Phillip Wolff, καθηγητής ψυχολογίας στο Πανεπιστήμιο Emory, εξηγεί ότι παλαιότερες έρευνες είχαν ήδη αποδείξει ότι «τα λεπτά χαρακτηριστικά της μελλοντικής ψύχωσης υπάρχουν στη γλώσσα των ανθρώπων». Ωστόσο, σημείωσε, "χρησιμοποιήσαμε τη μηχανική εκμάθηση για να αποκαλύψουμε πραγματικά κρυφές λεπτομέρειες σχετικά με αυτές τις λειτουργίες".
Αυτός και οι συνάδελφοί του επινόησαν την προσέγγιση μηχανικής μάθησης για τη μέτρηση δύο γλωσσικών μεταβλητών: σημασιολογική πυκνότητα και χρήση λέξεων που σχετίζονται με τον ήχο.
Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι «η μετατροπή σε ψύχωση σηματοδοτείται από χαμηλή σημασιολογική πυκνότητα και μιλά για φωνές και ήχους».
Η χαμηλή σημασιολογική πυκνότητα είναι ένα μέτρο αυτού που η ομάδα αναφέρεται ως «φτώχεια του περιεχομένου» ή ασάφεια.
«Αυτό το έργο», σημειώνουν οι συγγραφείς, «είναι μια απόδειξη μελέτης εννοιών που δείχνει ότι οι δείκτες μελλοντικής ψυχικής υγείας μπορούν να εξαχθούν από τη φυσική γλώσσα των ανθρώπων χρησιμοποιώντας υπολογιστικές μεθόδους».
Μηχανική μάθηση και συμπτώματα ψύχωσης
Η μηχανική μάθηση είναι ένας τύπος τεχνητής νοημοσύνης στον οποίο οι υπολογιστές «μαθαίνουν από την εμπειρία» χωρίς οι επιστήμονες να πρέπει να προγραμματίζουν τη μάθηση ρητά.
Ένα σύστημα μηχανικής μάθησης αναζητά μοτίβα σε ένα γνωστό σύνολο δεδομένων και αποφασίζει ποια μοτίβα προσδιορίζουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά. Έχοντας «μάθει» ποιες είναι αυτές οι δυνατότητες, μπορεί στη συνέχεια να τα αναγνωρίσει ακούραστα σε ένα νέο σύνολο δεδομένων.
Η μηχανική μάθηση μπορεί να εντοπίσει μοτίβα στη χρήση της γλώσσας από ανθρώπους που ακόμη και οι γιατροί που έχουν εκπαιδευτεί για τη διάγνωση και τη θεραπεία εκείνων που κινδυνεύουν από ψύχωση μπορεί να μην παρατηρήσουν.
«Το να προσπαθείς να ακούσεις αυτές τις λεπτότητες σε συνομιλίες με ανθρώπους είναι σαν να προσπαθείς να δεις μικροσκοπικά μικρόβια με τα μάτια σου», εξηγεί ο συγγραφέας της πρώτης μελέτης Neguine Rezaii, συνεργάτης του Τμήματος Νευρολογίας της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ.
Ωστόσο, είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσετε τη μηχανική εκμάθηση για να βρείτε ορισμένα λεπτά σχέδια που κρύβονται στη γλώσσα των ανθρώπων. «Είναι σαν ένα μικροσκόπιο για προειδοποιητικά σημάδια ψύχωσης», προσθέτει.
Η Rezaii άρχισε να εργάζεται στη μελέτη ενώ ήταν κάτοικος του Τμήματος Ψυχιατρικών και Συμπεριφορικών Επιστημών της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Emory.
Η ψύχωση είναι μια κατάσταση του νου στην οποία μπορεί να είναι δύσκολο να διακρίνουμε τη διαφορά μεταξύ του τι είναι πραγματικό και του τι δεν είναι.
Όταν ένα άτομο μπαίνει σε αυτήν την κατάσταση του νου, οι γιατροί το αποκαλούν ψυχωτικό επεισόδιο. Κατά τη διάρκεια ενός τέτοιου επεισοδίου, οι άνθρωποι βιώνουν διαταραγμένες αντιλήψεις και σκέψεις. Οι αυταπάτες και οι ψευδαισθήσεις είναι κοινά συμπτώματα ψύχωσης.
Κατά τη διάρκεια ενός ψυχωτικού επεισοδίου, ένα άτομο μπορεί να εμφανίσει ακατάλληλη συμπεριφορά ή να μιλά ασυνέπεια. Επιπλέον, μπορεί να αντιμετωπίσουν διαταραχή του ύπνου και να αποσυρθούν κοινωνικά, κατάθλιψη και άγχος.
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, περίπου το 3% των ανθρώπων θα βιώσουν μια περίοδο ψύχωσης κατά τη διάρκεια της ζωής τους, σύμφωνα με στοιχεία του Εθνικού Ινστιτούτου Ψυχικής Υγείας, το οποίο είναι ένα από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας (NIH).
Βελτίωση της έγκαιρης διάγνωσης του κινδύνου ψύχωσης
Η ψύχωση είναι ένα χαρακτηριστικό της σχιζοφρένειας και άλλων σοβαρών μακροχρόνιων παθήσεων ψυχικής υγείας.
Τα προειδοποιητικά σημάδια της ψύχωσης συνήθως ξεκινούν κατά τα μέσα έως τα τέλη της εφηβείας με ένα σύμπλεγμα συμπτωμάτων ψύχωσης που οι γιατροί περιγράφουν ως προδρόμο σύνδρομο.
Περίπου το 25-30% των εφήβων που αναπτύσσουν πρόδρομο σύνδρομο θα αναπτύξουν μια ψυχωτική ασθένεια όπως η σχιζοφρένεια.
Από συνεντεύξεις και δοκιμές γνωστικής ικανότητας, οι γιατροί με την κατάλληλη εκπαίδευση μπορούν συνήθως να προβλέψουν ποια άτομα με σύνδρομο προδρόμου θα συνεχίσουν να αναπτύσσουν ψύχωση με ακρίβεια περίπου 80%.
Οι επιστήμονες προσπαθούν διάφορες προσεγγίσεις για να βελτιώσουν αυτό το ποσοστό πρόβλεψης και να κάνουν τη διαγνωστική διαδικασία πιο ακριβή και απλή. Η μηχανική μάθηση είναι μία από αυτές τις προσεγγίσεις.
Ο καθηγητής Wolff και η ομάδα του ξεκίνησαν τη μελέτη τους, παίρνοντας το σύστημα μηχανικής εκμάθησης για να προσδιορίσουν τους γλωσσικούς κανόνες της καθημερινής συνομιλίας.
Τρέφτηκαν τις διαδικτυακές συνομιλίες του συστήματος από 30.000 χρήστες του Reddit. Το Reddit είναι μια διαδικτυακή πλατφόρμα ειδήσεων, αξιολόγησης περιεχομένου και συζήτησης όπου οι εγγεγραμμένοι χρήστες μπορούν να συζητούν για διάφορα θέματα.
Η ομάδα χρησιμοποίησε το λογισμικό Word2Vec για να αναλύσει μεμονωμένες λέξεις στη συνομιλία. Το λογισμικό χαρτογραφεί λέξεις έτσι ώστε εκείνες που έχουν παρόμοιες έννοιες να βρίσκονται κοντά στο άλλο στο «σημασιολογικό διάστημα», ενώ αυτές που έχουν πολύ διαφορετικές έννοιες απέχουν πολύ το ένα από το άλλο.
Οι ερευνητές πρόσθεσαν ένα άλλο πρόγραμμα στο σύστημα για να επεκτείνουν την ικανότητά του να αναλύει τη σημασιολογία. Προηγούμενες μελέτες έχουν περιορίσει αυτήν την ανάλυση στη μέτρηση της σημασιολογικής συνοχής, η οποία εξετάζει πώς οι άνθρωποι χρησιμοποιούν λέξεις σε προτάσεις.
Ωστόσο, η σημασιολογική πυκνότητα προχωρά ένα βήμα παραπέρα και αξιολογεί επίσης πώς οι άνθρωποι οργανώνουν τις λέξεις τους σε προτάσεις. Η ομάδα προτείνει ότι αυτός είναι ένας καλύτερος δείκτης των διανοητικών διαδικασιών που χρησιμοποιούν οι άνθρωποι για να σχηματίσουν προτάσεις.
Αφού εκπαιδεύτηκε το σύστημα μηχανικής μάθησης για να δημιουργήσει μια «φυσιολογική γραμμή βάσης», η ομάδα έδωσε στη συνέχεια τις συνομιλίες από διαγνωστικές συνεντεύξεις 40 συμμετεχόντων στη Διαχρονική Μελέτη Prodrome της Βόρειας Αμερικής (NAPLS).
Το NAPLS είναι ένα πολυετές 14χρονο πρόγραμμα που στοχεύει στη βελτίωση της ικανότητας των γιατρών να διαγνώσουν νέους που ενδέχεται να διατρέχουν κίνδυνο να αναπτύξουν ψύχωση και να κατανοήσουν τους λόγους.
Στη συνέχεια, η ομάδα συνέκρινε την ανάλυση μηχανικής μάθησης των συνομιλιών NAPLS με τα βασικά δεδομένα. Το συνέκριναν επίσης με δεδομένα παρακολούθησης που έδειξαν ποιοι συμμετέχοντες συνέχισαν να αναπτύσσουν ψύχωση.
Τα αποτελέσματα αποκάλυψαν ότι οι συμμετέχοντες που αργότερα ανέπτυξαν ψύχωση τείνουν να χρησιμοποιούν περισσότερες λέξεις που σχετίζονται με τον ήχο από τη βασική γραμμή και επίσης χρησιμοποιούσαν λέξεις παρόμοιας σημασίας πιο συχνά.
«Αν μπορούμε να εντοπίσουμε άτομα που κινδυνεύουν νωρίτερα και να χρησιμοποιήσουμε προληπτικές παρεμβάσεις», εξηγεί ο συν-συγγραφέας καθηγητής Elaine Walker, «ενδέχεται να είμαστε σε θέση να αντιστρέψουμε τα ελλείμματα».
"Υπάρχουν καλά δεδομένα που δείχνουν ότι θεραπείες όπως η γνωστική-συμπεριφορική θεραπεία μπορεί να καθυστερήσει την έναρξη και ίσως ακόμη και να μειώσει την εμφάνιση της ψύχωσης", προσθέτει.
Η ομάδα συγκεντρώνει τώρα πιο εκτεταμένες συλλογές δεδομένων και σχεδιάζει να δοκιμάσει τη νέα τεχνική μηχανικής μάθησης με άλλες εγκεφαλικές και ψυχιατρικές καταστάσεις, όπως η άνοια.
"Αυτή η έρευνα είναι ενδιαφέρουσα όχι μόνο για τη δυνατότητά της να αποκαλύψει περισσότερα σχετικά με την ψυχική ασθένεια, αλλά και για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί το μυαλό - πώς συνδυάζει ιδέες."
Καθηγητής Phillip Wolff
