AI dokáže předpovědět riziko psychózy v běžném jazyce
Lidský jazyk by mohl odhalit vodítka o jejich budoucím riziku vzniku psychózy. Vědci to uzavřeli po prostudování jemných rysů každodenní řeči lidí.
Vědci z Emory University v Atlantě v GA a Harvardské univerzity v Bostonu v MA použili techniku strojového učení k analýze jazyka u skupiny ohrožených mladých lidí.
Zjistili, že s přesností 93% mohou předvídat, u kterých jedinců dojde k rozvoji psychózy.
Nedávný npj schizofrenie studijní práce popisuje, jak tým metodu vyvinul a otestoval.
Senior autor studie Phillip Wolff, profesor psychologie na Emory University, vysvětluje, že dřívější výzkum již prokázal, že „jemné rysy budoucí psychózy jsou přítomny v jazyce lidí“. Poznamenal však: „Strojovým učením jsme skutečně odhalili skryté podrobnosti o těchto funkcích.“
Spolu se svými kolegy vymyslel svůj strojový přístup k měření dvou jazykových proměnných: sémantické hustoty a použití slov vztahujících se ke zvuku.
Došli k závěru, že „konverze na psychózu je signalizována nízkou sémantickou hustotou a mluvením o hlasech a zvucích.“
Nízká sémantická hustota je měřítkem toho, co tým označuje jako „chudobu obsahu“ nebo neurčitost.
„Tato práce,“ poznamenávají autoři, „je důkazem koncepční studie, která ukazuje, že indikátory budoucího duševního zdraví lze získat z přirozeného jazyka lidí pomocí výpočetních metod.“
Příznaky strojového učení a psychózy
Strojové učení je druh umělé inteligence, při které se počítače „učí ze zkušenosti“, aniž by vědci museli učení výslovně programovat.
Systém strojového učení hledá vzory ve známé sadě dat a rozhoduje, které vzory identifikují konkrétní funkce. Poté, co se „dozvěděli“, co jsou tyto funkce, pak je může neúnavně identifikovat v nové sadě dat.
Strojové učení dokáže rozpoznat vzorce v používání jazyka lidmi, které si ani lékaři, kteří prošli výcvikem diagnostiky a léčby pacientů s rizikem psychózy, nemusí všimnout.
„Pokoušet se tyto jemnosti slyšet v rozhovorech s lidmi je jako zkoušet vidět mikroskopické zárodky očima,“ vysvětluje první autor studie Neguine Rezaii, pracovník neurologické kliniky na Harvardské lékařské fakultě.
Je však možné pomocí strojového učení najít určité jemné vzorce skrývající se v jazyce lidí. "Je to jako mikroskop pro varovné příznaky psychózy," dodává.
Rezaii začala na studii pracovat, zatímco byla rezidentem na katedře psychiatrie a behaviorálních věd na Emory University School of Medicine.
Psychóza je stav mysli, ve kterém může být obtížné rozpoznat rozdíl mezi tím, co je skutečné a co ne.
Když člověk vstoupí do tohoto stavu mysli, lékaři tomu říkají psychotická epizoda. Během takové epizody lidé zažívají narušené vnímání a myšlenky. Bludy a halucinace jsou častými příznaky psychózy.
Během psychotické epizody může člověk projevovat nevhodné chování nebo mluvit nesouvisle. Kromě toho mohou pociťovat narušení spánku a stát se sociálně uzavřenými, depresivními a úzkostnými.
Ve Spojených státech asi 3% lidí během svého života zažije období psychózy, podle údajů Národního institutu duševního zdraví, který je jedním z National Institutes of Health (NIH).
Zlepšení včasné diagnostiky rizika psychózy
Psychóza je charakteristickým znakem schizofrenie a dalších závažných dlouhodobých stavů duševního zdraví.
Varovné příznaky psychózy obvykle začínají v období středního až pozdního dospívání u řady symptomů psychózy, které lékaři popisují jako prodromální syndrom.
Asi u 25–30% dospívajících, u kterých se rozvine prodromální syndrom, se vyvine psychotické onemocnění, jako je schizofrenie.
Z rozhovorů a testů kognitivních schopností dokážou lékaři s odpovídajícím tréninkem obvykle předpovědět, u kterých lidí s prodromálním syndromem dojde k rozvoji psychózy s přesností přibližně 80%.
Vědci zkoušejí různé přístupy ke zlepšení této míry predikce a ke zpřesnění a přímočarosti diagnostického procesu. Jedním z těchto přístupů je strojové učení.
Wolff a jeho tým zahájili studium získáním systému strojového učení k identifikaci jazykových norem každodenní konverzace.
Poskytli systému online konverzace od 30 000 uživatelů Redditu. Reddit je online platforma pro novinky, hodnocení obsahu a diskusi, kde registrovaní uživatelé mohou konverzovat o různých tématech.
Tým použil software Word2Vec k analýze jednotlivých slov v konverzaci. Software mapuje slova tak, že ta, která mají podobné významy, jsou blízko sebe v „sémantickém prostoru“, zatímco ta, která mají velmi odlišné významy, jsou od sebe daleko.
Vědci do systému přidali další program, aby rozšířili jeho schopnost analyzovat sémantiku. Předchozí studie omezily tuto analýzu na měření sémantické koherence, která zkoumá, jak lidé používají slova napříč větami.
Sémantická hustota však jde o krok dále a také hodnotí, jak lidé organizují svá slova do vět. Tým naznačuje, že se jedná o lepší indikátor mentálních procesů, které lidé používají k tvorbě vět.
Po zaškolení systému strojového učení, aby stanovil „normální základní linii“, jej tým přivedl do konverzací z diagnostických rozhovorů 40 účastníků severoamerické Prodrome Longitudinal Study (NAPLS).
NAPLS je vícečlenný 14letý projekt, jehož cílem je zlepšit schopnost lékařů diagnostikovat mladé lidi, kteří by mohli být vystaveni riziku vzniku psychózy, a porozumět důvodům.
Tým poté porovnal analýzu strojového učení konverzací NAPLS se základními daty. Rovněž je porovnali s následnými údaji, které ukázaly, u kterých účastníků došlo k rozvoji psychózy.
Výsledky odhalily, že účastníci, u kterých se později vyvinula psychóza, měli tendenci používat více slov souvisejících se zvukem než základní linie a také častěji používali slova podobného významu.
"Pokud dokážeme identifikovat jednotlivce, kteří jsou dříve ohroženi, a použijeme preventivní zásahy," vysvětluje spoluautorka profesorka Elaine Walkerová, "možná dokážeme deficity zvrátit."
"Existují dobrá data, která ukazují, že léčba, jako je kognitivně-behaviorální terapie, může oddálit nástup a možná dokonce snížit výskyt psychózy," dodává.
Tým nyní shromažďuje rozsáhlejší soubory dat a plánuje otestovat novou techniku strojového učení s jinými mozkovými a psychiatrickými stavy, jako je demence.
"Tento výzkum je zajímavý nejen svým potenciálem odhalit více o duševních onemocněních, ale také pochopením toho, jak mysl funguje - jak spojuje nápady."
Prof. Phillip Wolff
