Tehisintellekt suudab ennustada psühhoosiriski igapäevases keeles
Inimeste keel võib paljastada vihjeid nende tulevase riski kohta haigestuda psühhoosi. Teadlased jõudsid sellele järeldusele, olles uurinud inimeste igapäevase kõne peeneid jooni.
GA Atlantas asuva Emory ülikooli ja Bostonis asuva Harvardi ülikooli teadlased kasutasid masinõppe tehnikat keele analüüsimiseks riskirühma kuuluvate noorte rühmas.
Nad leidsid, et nad suudavad ennustada, millised isikud jätkavad psühhoosi arengut täpsusega 93%.
Hiljutine npj skisofreenia õppetöös kirjeldatakse, kuidas meeskond meetodit arendas ja katsetas.
Vanemuuringu autor, Emory ülikooli psühholoogiaprofessor Phillip Wolff selgitab, et varasemad uuringud olid juba tõestanud, et "inimeste keeles esinevad tulevase psühhoosi peened jooned". Kuid ta märkis: "Oleme masinõppe abil avastanud nende funktsioonide kohta varjatud üksikasju."
Ta ja tema kolleegid mõtlesid välja oma masinõppe lähenemise, et mõõta kahte keelelist muutujat: semantilist tihedust ja heliga seotud sõnade kasutamist.
Nad jõudsid järeldusele, et „psühhoosiks muutumisest annab märku madal semantiline tihedus ning nad räägivad häältest ja helidest”.
Madal semantiline tihedus on see, mida meeskond nimetab „sisuliseks vaesuseks” või ebamäärasuseks.
"See töö," märgivad autorid, "on tõestus kontseptsiooniuuringust, mis näitab, et tulevase vaimse tervise näitajaid saab inimeste loomulikust keelest arvutusmeetodite abil välja tuua."
Masinõpe ja psühhoosi sümptomid
Masinõpe on tehisintellekti tüüp, mille puhul arvutid õpivad kogemustest ilma, et teadlased peaksid õppimist selgesõnaliselt programmeerima.
Masinõppesüsteem otsib mustreid teadaolevast andmekogumist ja otsustab, millised mustrid tuvastavad konkreetseid tunnuseid. Olles "õppinud", mis need funktsioonid on, saab ta neid väsimatult uues andmekogumis tuvastada.
Masinõpe võib märgata inimeste keelekasutuse mustreid, mida isegi psühhoosiriskis olevate inimeste diagnoosimiseks ja raviks koolituse läbinud arstid ei pruugi märgata.
"Püüda neid peensusi inimestega vesteldes kuulda on nagu proovida oma silmaga mikroskoopilisi mikroobe näha," selgitab esimese uuringu autor Neguine Rezaii, Harvardi meditsiinikooli neuroloogiaosakonna liige.
Siiski on masinõppe abil võimalik leida teatud peent mustreid, mis peidavad end inimeste keeles. "See on nagu mikroskoop psühhoosi hoiatusmärkide jaoks," lisab ta.
Rezaii alustas uuringu kallal töötamist Emory ülikooli meditsiinikooli psühhiaatria ja käitumisteaduste osakonna resident.
Psühhoos on meeleseisund, mille puhul võib olla raske eristada tegelikku ja mitte.
Kui inimene satub sellesse meeleseisundisse, nimetavad arstid seda psühhootiliseks episoodiks. Sellise episoodi ajal kogevad inimesed häiritud tajusid ja mõtteid. Pettekujutlused ja hallutsinatsioonid on psühhoosi tavalised sümptomid.
Psühhootilise episoodi ajal võib inimene näidata sobimatut käitumist või rääkida ebaühtlaselt. Lisaks võivad nad kogeda unehäireid ja muutuda sotsiaalselt endassetõmbunuks, masendunud ja ärevaks.
USA-s kogeb umbes 3% inimestest elu jooksul psühhoosiperioodi, näitavad riikliku vaimse tervise instituudi, mis on üks riiklikest tervishoiuinstituutidest (NIH), andmed.
Psühhoosiriski varajase diagnoosimise parandamine
Psühhoos on skisofreenia ja muude raskete pikaajaliste vaimse tervise seisundite tunnus.
Psühhoosi hoiatusmärgid algavad tavaliselt teismeliste keskel või hilja psühhoosinähtude rühmaga, mida arstid kirjeldavad kui prodromaalsündroomi.
Ligikaudu 25–30% teismelistest, kellel tekib prodromaalne sündroom, tekib psühhootiline haigus nagu skisofreenia.
Intervjuude ja kognitiivsete võimete testide põhjal suudavad vastava ettevalmistusega arstid tavaliselt ennustada, millistel prodromaalse sündroomiga inimestel tekib psühhoos umbes 80% täpsusega.
Teadlased proovivad selle prognoosimismäära parandamiseks ja diagnostilise protsessi täpsemaks ja arusaadavamaks muutmiseks erinevaid lähenemisviise. Masinõpe on üks nendest lähenemistest.
Prof Wolff ja tema meeskond alustasid oma uuringut sellega, et oma masinõppesüsteem tuvastas igapäevaste vestluste keelenormid.
Nad toitsid süsteemi veebivestlusi 30 000 Redditi kasutajalt. Reddit on veebiuudiste, sisureitingute ja arutelude platvorm, kus registreeritud kasutajad saavad erinevatel teemadel vestelda.
Meeskond kasutas vestluses üksikute sõnade analüüsimiseks tarkvara Word2Vec. Tarkvara kaardistab sõnu nii, et need, millel on sarnane tähendus, asuvad üksteise lähedal “semantilises ruumis”, samas kui need, millel on väga erinev tähendus, on üksteisest kaugel.
Teadlased lisasid süsteemi veel ühe programmi, et laiendada selle semantika analüüsimise võimet. Varasemad uuringud on piiranud seda analüüsi semantilise sidususe mõõtmisega, milles vaadeldakse, kuidas inimesed sõnu lausetes kasutavad.
Kuid semantiline tihedus läheb sammu kaugemale ja hindab ka seda, kuidas inimesed oma sõnu lauseteks korraldavad. Meeskond soovitab, et see on parem näitaja vaimsetest protsessidest, mida inimesed lausete moodustamiseks kasutavad.
Pärast masinõppesüsteemi koolitamist normaalse baasjoone loomiseks toitis meeskond seda Põhja-Ameerika Prodrome'i pikiuuringu (NAPLS) 40 osaleja diagnostiliste intervjuude vestlustest.
NAPLS on mitme saidiga 14-aastane projekt, mille eesmärk on parandada arstide võimet diagnoosida noori, kellel võib olla psühhoosi tekkimise oht, ja mõista põhjuseid.
Seejärel võrdles meeskond NAPLS-i vestluste masinõppe analüüsi algandmetega. Nad võrdlesid seda ka jälgimisandmetega, mis näitasid, millised osalejad jätkasid psühhoosi arengut.
Tulemused näitasid, et hiljem psühhoosi väljakujunenud osalejad kippusid kasutama rohkem heliga seotud sõnu kui baasjoon, samuti kasutasid nad sarnase tähendusega sõnu sagedamini.
"Kui suudame tuvastada varem riskirühmas olevad isikud ja kasutada ennetavaid sekkumisi," selgitab kaasautor prof Elaine Walker, "võime puudujäägid tagasi saada."
"On häid andmeid, mis näitavad, et sellised ravimeetodid nagu kognitiiv-käitumuslik ravi võivad viivitada psühhoosi tekkega ja võib-olla isegi vähendada psühhoosi esinemist," lisab ta.
Meeskond paneb nüüd kokku ulatuslikumad andmekogumid ja plaanib katsetada uut masinõppe tehnikat teiste aju- ja psühhiaatriliste seisunditega, näiteks dementsusega.
"See uurimus pole huvitav mitte ainult sellepärast, et see võib vaimse haiguse kohta rohkem teada anda, vaid ka sellepärast, et mõista, kuidas mõistus töötab - kuidas see ideid kokku paneb."
Prof Phillip Wolff
