AI može predvidjeti rizik od psihoze u svakodnevnom jeziku
Ljudski jezik mogao bi otkriti tragove o njihovom budućem riziku od razvoja psihoze. Znanstvenici su to zaključili nakon proučavanja suptilnih značajki svakodnevnog govora ljudi.
Istraživači sa Sveučilišta Emory u Atlanti, GA, i Sveučilišta Harvard u Bostonu, MA, koristili su tehniku strojnog učenja za analizu jezika u skupini rizičnih mladih ljudi.
Otkrili su da mogu predvidjeti kod kojih će se osoba razvijati psihoza s točnošću od 93%.
Nedavno npj šizofrenija Studijski rad opisuje kako je tim razvio i testirao metodu.
Stariji autor studije Phillip Wolff, profesor psihologije sa sveučilišta Emory, objašnjava da su ranija istraživanja već utvrdila da su "suptilne značajke buduće psihoze prisutne u jeziku ljudi". Međutim, primijetio je, "koristili smo strojno učenje kako bismo zapravo otkrili skrivene detalje o tim značajkama."
On i njegovi kolege osmislili su svoj pristup strojnom učenju kako bi izmjerili dvije jezične varijable: semantičku gustoću i upotrebu riječi koje se odnose na zvuk.
Zaključili su da "prelazak na psihozu signalizira niska semantička gustoća i razgovor o glasovima i zvukovima."
Niska semantička gustoća mjera je onoga što tim naziva "siromaštvom sadržaja" ili neodređenošću.
"Ovo je djelo", napominju autori, "dokaz konceptualne studije koja pokazuje da se pokazatelji budućeg mentalnog zdravlja mogu izvući iz prirodnog jezika ljudi pomoću računalnih metoda."
Strojno učenje i simptomi psihoze
Strojno učenje vrsta je umjetne inteligencije u kojoj računala "uče iz iskustva", a da znanstvenici ne moraju izričito programirati učenje.
Sustav strojnog učenja traži uzorke u poznatom skupu podataka i odlučuje koji uzorci identificiraju određene značajke. Nakon što je „naučio“ koje su to značajke, tada ih može neumorno prepoznati u novom skupu podataka.
Strojno učenje može uočiti obrasce u uporabi jezika ljudi koje čak i liječnici koji su prošli obuku za dijagnosticiranje i liječenje onih kojima prijeti psihoza možda neće primijetiti.
"Pokušaj čuti ove suptilnosti u razgovorima s ljudima je poput pokušaja očima vidjeti mikroskopske klice", objašnjava autor prve studije Neguine Rezaii, suradnik s Odjela za neurologiju na Medicinskom fakultetu Harvarda.
Međutim, moguće je pomoću strojnog učenja pronaći određene suptilne obrasce koji se skrivaju u jeziku ljudi. "To je poput mikroskopa za upozoravajuće znakove psihoze", dodaje ona.
Rezaii je počela raditi na studiji dok je bila stanovnica Odjela za psihijatriju i bihevioralne znanosti Medicinskog fakulteta Sveučilišta Emory.
Psihoza je stanje duha u kojem može biti teško utvrditi razliku između onoga što je stvarno i onoga što nije.
Kad osoba uđe u ovo stanje uma, liječnici to nazivaju psihotičnom epizodom. Tijekom takve epizode ljudi doživljavaju poremećene percepcije i misli. Zablude i halucinacije uobičajeni su simptomi psihoze.
Tijekom psihotične epizode, osoba može pokazivati neprimjereno ponašanje ili nesuvislo razgovarati. Uz to, mogu doživjeti poremećaj spavanja i postati socijalno povučeni, depresivni i tjeskobni.
Prema podacima Nacionalnog instituta za mentalno zdravlje, koji je jedan od Nacionalnih instituta za zdravlje (NIH), u Sjedinjenim Državama oko 3% ljudi doživjet će razdoblje psihoze tijekom svog života.
Poboljšanje rane dijagnoze rizika od psihoze
Psihoza je obilježje shizofrenije i drugih teških dugoročnih stanja mentalnog zdravlja.
Znakovi upozorenja na psihozu obično počinju tijekom srednje do kasne tinejdžerske godine skupom simptoma psihoze koje liječnici opisuju kao prodromalni sindrom.
Otprilike 25-30% tinejdžera koji razviju prodromalni sindrom razvit će psihotičnu bolest poput šizofrenije.
Iz razgovora i testova kognitivnih sposobnosti liječnici s odgovarajućim treningom obično mogu predvidjeti kod kojih će osoba s prodromalnim sindromom nastaviti razvijati psihozu s točnošću od oko 80%.
Znanstvenici pokušavaju različite pristupe kako bi poboljšali ovu stopu predviđanja i učinili dijagnostički postupak preciznijim i jednostavnijim. Strojno učenje jedan je od tih pristupa.
Profesor Wolff i njegov tim započeli su svoje učenje dobivanjem svog sustava strojnog učenja za prepoznavanje jezičnih normi svakodnevnog razgovora.
Hranili su sustav internetskim razgovorima 30.000 korisnika Reddita. Reddit je mrežna vijest, ocjena sadržaja i platforma za raspravu na kojoj registrirani korisnici mogu razgovarati o raznim temama.
Tim je pomoću softvera Word2Vec analizirao pojedine riječi u razgovoru. Softver mapira riječi tako da su oni koji imaju slična značenja jedni drugima u "semantičkom prostoru", dok su oni koji imaju vrlo različita značenja daleko jedan od drugog.
Istraživači su sustavu dodali još jedan program kako bi proširili njegovu sposobnost analize semantike. Prethodne studije ograničile su ovu analizu na mjerenje semantičke koherentnosti, koja promatra kako ljudi koriste riječi u rečenicama.
Međutim, semantička gustoća ide korak dalje i također procjenjuje kako ljudi organiziraju svoje riječi u rečenice. Tim sugerira da je ovo bolji pokazatelj mentalnih procesa koje ljudi koriste za oblikovanje rečenica.
Nakon treninga sustava strojnog učenja za uspostavljanje "normalne osnovne vrijednosti", tim mu je zatim dao razgovore iz dijagnostičkih intervjua 40 sudionika u sjevernoameričkom longitudinalnom istraživanju prodroma (NAPLS).
NAPLS je multisite, 14-godišnji projekt koji ima za cilj poboljšati sposobnost liječnika da dijagnosticiraju mlade ljude koji bi mogli biti u opasnosti od razvoja psihoze i da razumiju razloge.
Zatim je tim usporedio analizu strojnog učenja NAPLS razgovora s osnovnim podacima. Također su ga usporedili s podacima o praćenju koji su pokazali koji su sudionici nastavili razvijati psihozu.
Rezultati su otkrili da su sudionici koji su kasnije razvili psihozu imali tendenciju da koriste više riječi povezane sa zvukom od početne linije, a također su češće koristili riječi sličnog značenja.
"Ako uspijemo identificirati pojedince koji su ranije izloženi riziku i upotrijebimo preventivne intervencije", objašnjava koautorica prof. Elaine Walker, "mogli bismo preokrenuti nedostatke."
"Postoje dobri podaci koji pokazuju da tretmani poput kognitivno-bihevioralne terapije mogu odgoditi početak i možda čak smanjiti pojavu psihoze", dodaje ona.
Tim sada sastavlja opsežnije zbirke podataka i planira testirati novu tehniku strojnog učenja s drugim mozgovnim i psihijatrijskim stanjima, poput demencije.
"Ovo je istraživanje zanimljivo ne samo zbog svog potencijala da otkrije više o mentalnim bolestima, već i zbog razumijevanja kako um djeluje - kako spaja ideje."
Prof. Phillip Wolff
