Распознавание речи помогает выявить наличие шизофрении или болезни Альцгеймера

Международная команда нейробиологов и ИТ-специалистов компании «Берингер Ингельхайм» намерена выяснить это с помощью искусственного интеллекта в области понимания речи. Этот исследовательский подход позволит изменить существующий подход к разработке лекарств. Специализированное программное обеспечение анализирует речь и выявляет психические расстройства на ранней стадии, что повышает эффективность лечения. Базовые алгоритмы идентифицируют и классифицируют речевые паттерны, типичные для данных заболеваний, и обеспечивают возможность более быстрой и точной диагностики.

«Из предыдущих исследований мы знаем, как меняется устная речь, к примеру, у пациентов с шизофренией или болезнью Альцгеймера, – сообщил Кристоф Эшенфельдер (Christoph Eschenfelder), ответственный за разработку продукта в рамках цифрового исследовательского проекта «Обработка речи при патологиях» компании «Берингер Ингельхайм». – Многие признаки появляются и становятся все более заметными по мере развития болезни. Наша цель – ранее обнаружение подобных изменений при помощи специальных алгоритмов, благодаря чему мы сможем выявлять заболевания на начальной стадии».

Преимущества ранней диагностики для пациентов

В качестве примера можно привести шизофрению. У большинства пациентов (75%) шизофрения развивается в возрасте от 16 до 25 лет и прогрессирует с течением времени. При выявлении и лечении заболевания на ранней стадии процесс может быть значительно замедлен или даже полностью остановлен. «Мы надеемся, что интеллектуальное программное обеспечение позволит нам оценивать риск за считанные минуты с высоким уровнем точности и надежности, которые необходимы для раннего обнаружения заболевания», – прокомментировал д-р Эшенфельдер. Не существует биомаркеров для диагностики шизофрении, которые можно было бы интерпретировать однозначно, а начальные симптомы неспецифичны, что затрудняет раннее выявление заболевания. Например, больные, как правило, стараются изолировать себя от общества, становятся безэмоциональными, или у них меняется режим сна. Часто эти симптомы неверно истолковываются как связанные с половым созреванием. Не каждый человек решается обратиться к психиатру, и приложение может помочь преодолеть этот барьер, если при тестировании с его помощью выявится повышенный риск развития заболевания. При этом для диагностики приложению будет достаточно ответов пациента всего на несколько вопросов.

Цель: быстрый и точный анализ речевых паттернов

Слова, слоги, предложения, интонацию и ритм можно комбинировать бесконечным количеством способов. «Программное обеспечение для цифрового распознавания речи может читать между строк и использовать алгоритмы для идентификации паттернов и логических связей, – заявил д-р Эшенфельдер. – Мы инициировали клинические исследования с целью изучения возможностей использования искусственного интеллекта для анализа речи при диагностике таких расстройств, как болезнь Альцгеймера или шизофрения». Предыдущие исследования с участием пациентов с шизофренией уже показали, что, например, изменение интонации и обеднение речи могут быть ранними признаками заболевания. У пациентов с болезнью Альцгеймера также выявляются речевые изменения.

Интервью, проводимые психологами с участниками исследований, основаны на особой системе вопросов и служат источником необработанных данных для цифрового анализа речи. Сложные поисковые алгоритмы анализируют оцифрованную речь. Впоследствии речевые сигналы преобразуются в графические изображения, на которых структура предложения, значение, интонация и ритм представлены в виде красочных визуальных элементов. С помощью искусственного интеллекта и машинного обучения система постоянно учится распознавать и классифицировать различные паттерны речи.

Чрезвычайно важным является ранее обнаружение психического или нейродегенеративного заболевания во время так называемой «продромальной фазы» (периода, когда характерные симптомы шизофрении или болезни Альцгеймера еще незаметны). Поэтому «Берингер Ингельхайм» стремится к комбинации различных методов ранней диагностики этих заболеваний. С этой целью компания занимается поиском соответствующих биомаркеров, с помощью которых можно будет выявлять заболевания на ранней стадии.