Ученые создали приложение для смартфона, которое может выявить у пользователя болезнь Альцгеймера на ранней стадии, просто анализируя его речь. Поскольку мелкие, едва заметные нарушения речи являются ранним симптомом болезни Альцгеймера, такое приложение может быть самым простым и надежным способом ее диагностирования.
Болезнь Альцгеймера и речь
Несмотря на распространенность болезни Альцгеймера во всем мире, по оценкам, у 75% больных ее не диагностируют. Нарушение речи обычно является одним из первых признаков болезни. На раннем этапе у людей может развиться заикание. Им становится труднее вспомнить слова или находить правильные слова, чтобы выразить то, что они пытаются сказать.
Использование технологий анализа речи позволяет врачам диагностировать болезнь Альцгеймера и другие когнитивные нарушения на самой ранней стадии. Это важно, потому что чем раньше поставлен диагноз, тем выше шансы замедлить или остановить развитие болезни. Именно эту цель преследует новое приложение.
Автономный мобильный доктор
Исследователи из Университета Цукуба, Япония, и IBM Research разработали полностью автономное приложение для смартфона, позволяющее точно анализировать речь пользователя на предмет ранних признаков болезни Альцгеймера.
Для этого ученые собрали речевые данные 114 людей. Из этой группы 25 испытуемых страдали от болезни альцгеймера, 46 имели умеренные когнитивные нарушения, 43 были здоровы. Возраст участников варьировался от 72 до 75 лет. Участники сидели в тихой комнате и отвечали на заранее записанные вопросы. Их ответы записывались на iPad.
Участники выполнили пять речевых заданий: счет в обратном направлении; вычитание; тест на вербальную беглость; описание картинки. Ответы транскрибировались с помощью системы автоматического распознавания речи IBM Watson Speech-to-Text.
Затем полученные записи были проанализированы на дрожание (кратковременные вариации основного тона), мерцание (кратковременные вариации громкости), скорость речи, интонацию и паузы. Машинное обучение использовалось для классификации всех трех групп испытуемых. Полученная таким образом система научилась выявлять болезнь Альцгеймера и умеренные когнитивные нарушения с точностью 91% и 88% соответственно.
Насколько известно, это первое исследование, которое показывает возможность использования автоматического инструмента для выявления болезни Альцгеймера с использованием речи в качестве маркера. Теперь ученые намерены проверить, совпадают ли изменения в речи, обнаруженные их приложением, с патологическими изменениями в организме больных, такими как изменение уровней уровни тау и бета-амилоида.
Исследователи признают, что их исследование имеет некоторые ограничения. Речевые данные были собраны в лабораторных условиях, что, возможно, повлияло на то, как участники отвечали на вопросы. Во-вторых, размер выборки был небольшим, что влияет на обобщаемость результатов исследования. Тем не менее, исследование демонстрирует саму возможность анализа речи с помощью мобильного приложения для выявления опасных заболеваний.
Исследование опубликовано в журнале Computer Speech and Language.
