A la pregunta "¿qué te hace a ti?" alguien dirá familia, trabajo, amigos, personaje, talentos, etc. Pero lo más universal para todas las opciones es nuestra mente. Es él quien nos hace quienes somos. Sin embargo, como cualquier otro órgano o sistema en el cuerpo humano, el cerebro no es eterno. Perder la mano es terrible, pero perder la cabeza es aún peor, especialmente si la carrera de una persona siempre se ha basado en la actividad mental, es decir, era un científico, maestro, escritor, filósofo, etc. Los procesos cerebrales degenerativos, a menudo denominados demencia, son más fáciles de tratar en las primeras etapas de una enfermedad. Pero para esto, primero debe diagnosticar esta misma demencia, que es una tarea muy difícil.
Hoy hablaremos sobre la investigación de un nuevo método para diagnosticar demencia mediante aprendizaje automático, análisis visual / sonoro y un interlocutor de diagnóstico virtual. Cuán efectivo es este método y qué síntomas, previamente desconocidos, encontró, aprendemos del informe de los científicos. Vamos
Etiología de la demencia.La definición de demencia dice que es una demencia adquirida, expresada en una disminución en la capacidad de una persona para absorber nuevos conocimientos, habilidades e información, así como en el problema de usar los conocimientos, habilidades e información previamente adquiridos.
En primer lugar, vale la pena señalar que la palabra "adquirida", es decir, esta enfermedad, o más bien un grupo de enfermedades, no son congénitas. Muy a menudo, la demencia está asociada con los ancianos. Todos hemos escuchado sobre enfermedades como la enfermedad de Alzheimer, la aterosclerosis cerebral, con menos frecuencia sobre la enfermedad de Pick. Todas estas enfermedades terribles pertenecen a la categoría de demencia.
Imágenes de resonancia magnética e ilustraciones de la diferencia entre un cerebro sano y la enfermedad de Alzheimer: una reducción significativa en el hipocampo, que es responsable de la formación de nuevos recuerdos; Las arrugas de la corteza afectan negativamente las áreas responsables de pensar, planificar y recordar; Los ventrículos del cerebro están agrandados.Las personas con demencia olvidan quiénes son, no pueden recordar ni siquiera los eventos más sorprendentes de su vida, a menudo no recuerdan lo que sucedió hace un par de minutos. Su comportamiento es a veces inadecuado, irracional, a veces se asemeja a un estado de delirio e incluso alucinaciones. Esta dolencia trae mucha pena y problemas no solo al paciente mismo, sino también a los familiares que lo rodean. La comprensión de que la persona a la que ha conocido toda su vida como inteligente y perspicaz, de repente comienza a perderse, es una carga pesada. No importa cuánto tiempo dedique a volver a contar toda la biografía del paciente, a interpretar qué y cómo funciona, él lo olvidará, no después de 5 minutos, así que después de una hora.
¿Cómo prevenir la demencia? La respuesta a lo absurdo es simple: llevar un estilo de vida saludable. Los malos hábitos, la falta de actividad física normalizada y, lo más importante, el calentamiento regular de la mente se convierten en la base para el desarrollo de la demencia al llegar a la vejez. Por supuesto, hay tipos de demencia causados por otras enfermedades o lesiones. En tales situaciones, todo también depende del tratamiento principal de la causa raíz, ya que la demencia se vuelve ya indirecta, un tipo de síntoma fuerte.
Ahora el mundo científico presta mucha más atención no al tratamiento de la demencia, sino a su prevención. Para hacer esto, debe identificar esta dolencia en las primeras etapas de desarrollo. Cuanto antes se identifique, es más probable que detenga su desarrollo en el futuro. Hay muchos métodos de diagnóstico, y cada uno es bueno para algo.
Los héroes de la historia actual son científicos que decidieron usar la tecnología informática para cubrir y ayudar a los médicos en una tarea tan difícil como diagnosticar las primeras etapas de la demencia. Los métodos actuales para detectar la enfermedad están asociados con análisis de sangre, resonancia magnética, análisis de líquido cefalorraquídeo y pruebas cognitivas realizadas por equipos de especialistas. Funciona, pero lleva mucho tiempo y dinero, que el paciente puede no tener.
Interlocutor virtualCuando se trata de diagnosticar enfermedades que se manifiestan en cambios verbales, léxicos y fisionómicos, un método importante es detectar estas anomalías. También es importante posicionar al paciente en diálogo con el diagnóstico. Cuando este diagnosticador es una persona viva, no hay tantos problemas, pero si el avatar de la computadora desempeña el papel de un médico, entonces se deben tener en cuenta ciertas características de los pacientes.
La interfaz del programa de diagnóstico para la demencia.En primer lugar, vale la pena señalar que el avatar se basó en el programa MikuMikuDance, un editor de animación con el que una persona puede crear videos animados tridimensionales. Dado el país de origen de este estudio, Japón, el idioma de este programa también es el japonés.
El sistema del interlocutor virtual es capaz de reconocer el habla, gestionar diálogos, convertir el habla en texto y cambiar el comportamiento del avatar, adaptándose a los temas.
En el proceso de creación del sistema, participaron médicos en ejercicio, que aconsejaron a los programadores sobre algunas de las complejidades de trabajar con personas mayores que actúan como sujetos en este estudio. En primer lugar, la velocidad de voz del avatar se redujo ligeramente para mejorar la percepción a 3.38 palabras por segundo. La pantalla muestra subtítulos (fuente gótica, tamaño de letra - 80) en caso de que el sujeto tenga problemas con la percepción del habla oral (esto puede deberse tanto a síntomas de demencia como a problemas triviales de audición). Además, el tono inicialmente alto de la voz del avatar se redujo en un 0,7%.
El avatar en sí es un modelo tridimensional de una niña sobre un fondo beige sin imágenes, ya que podrían distraer a los sujetos del proceso. Cuando el sujeto pronuncia la frase, el avatar asiente en respuesta si la reconoce.
Pasos de diagnósticoHay 6 etapas en total, cada una de las cuales tiene su propia tarea (marcada con las letras a, b, c, d, e, f en la imagen de arriba).
I. La presentación (
a ), cuando el sistema saluda al sujeto de la prueba, declara su nombre y hace las siguientes preguntas:
- ¿Cómo te llamas?
- ¿Cuántos años tienes?
Según los investigadores, este pequeño diálogo introductorio, aunque pequeño, ayuda a reducir el estrés psicológico de los sujetos y también les presenta cómo funciona este sistema.
II Seguimiento visual (
b ), cuando aparece un punto negro en la pantalla, que el sujeto debe controlar durante dos minutos. Esta prueba le permite analizar el retraso de la reacción.
III. Lea (
c ) cuando se realiza la prueba de memoria Wexler (WMS-R). Aparece un texto en la pantalla que los sujetos leen en voz alta.
IV. Preguntas comunes para todos (
d ), cuando a todos los sujetos se les hacen 3 preguntas: qué día es (Q1), cuéntenos algo sobre usted (Q2) y cómo llegó aquí, es decir, al lugar de la prueba (Q3).
V. Preguntas aleatorias (
f ) cuando el avatar hace 5 preguntas que son seleccionadas al azar por el sistema de 13 preparadas previamente:
- ¿Qué temporada es ahora?
- Que año es
- ¿Quién es el primer ministro de Japón?
- ¿Eres zurdo o diestro?
- ¿Duermes bien?
- Cual es tu apetito?
- Cuéntanos sobre un evento reciente que te haya estresado.
- Cuéntanos sobre Hibari Misora (famosa cantante japonesa).
- Cuéntanos sobre Yujiro Ishihara (un famoso actor japonés).
- Cuéntanos sobre Shigeo Nagashima (un famoso jugador de béisbol japonés).
- Cual es tu hobby
- Cual es tu cancion favorita
- Cuéntanos sobre tu familia.
VI. Volver a contar (
f ) cuando el sistema reproduce una grabación en la que el psicólogo lee el texto y los sujetos deben volver a contar la historia.
Una característica importante son las pausas que realiza el sistema antes de hacer la siguiente pregunta: 10 s para preguntas simples con respuestas cortas y 15 s para preguntas complejas. Para las interacciones entre personas, tales pausas son bastante largas. Sin embargo, para que el sistema reconozca el habla incluso con una amplitud baja, se decidió aplicar pausas más largas.
Todo el proceso de comunicación entre el sujeto y el avatar-diagnosticador se grabó en una cámara para un análisis posterior de la imagen y el sonido (características de fisonomía y habla de cada sujeto).
Este estudio incluyó 33 sujetos. 16 (12 hombres y 4 mujeres) de ellos ya tienen confirmación clínica de demencia, y los 17 restantes (13 hombres y 4 mujeres) están sanos. Ambos grupos aprobaron las pruebas por separado en habitaciones diferentes.
Datos del sujeto. Marcas: AD - enfermedad de Alzheimer; NPH - hidrocefalia a presión normal; DLB - demencia con cuerpos de Levi; DCL: deterioro cognitivo leve.La tabla anterior contiene un resumen de cada tema: presencia / ausencia de demencia, edad, tasa de educación, género, puntaje MMSE (una breve escala para evaluar el estado mental: un cuestionario de 30 preguntas) y el tiempo dedicado a una prueba con un avatar de diagnóstico.
Además, cuatro de los 33 participantes en el estudio fueron excluidos, ya que dos del grupo con el diagnóstico aún no habían sido confirmados clínicamente, y dos del grupo sano obtuvieron 22 y 23 puntos en MMSE, que es inferior a la aprobación.
La prueba MMSE ya es una buena ayuda, ya que sus resultados son más consistentes con la presencia o ausencia de un diagnóstico en los sujetos. El puntaje promedio de un grupo sano es más alto que el de un grupo con demencia.
Los datos de audio y video resultantes se ejecutaron a través de un sistema de reconocimiento de la presencia o ausencia de síntomas de demencia, que se construyó sobre la base de dos algoritmos de aprendizaje automático. Los principales modelos de clasificadores fueron la regresión logística y el método del vector de soporte.
Los criterios principales para evaluar la condición del acero de prueba:
- Brecha: una pausa entre la pregunta del avatar y la respuesta del sujeto;
- F0cov - coeficiente de variación de enunciados pronunciados;
- Sonrisa: un indicador del número de fotogramas en el registro del sujeto sobre el que sonríe;
- h1a3: la diferencia entre las amplitudes del primer armónico (h1) y el tercer formante (a3), que permite determinar la "calidad" de la voz;
- Poder - la amplitud de la voz;
- Verbos - verbos usados por el sujeto;
- Corr. - correcciones durante el habla;
- # de pausas: el número de pausas entre oraciones;
- Prop. de pausas: porcentaje de pausas durante la respuesta;
- Dudaciones: coeficiente de incertidumbre durante la respuesta;
- Fichas - fichas de voz (número de palabra);
- Sustantivos - sustantivos;
- AR - tasa de articulación;
- TTR: la proporción de palabras únicas y repetitivas;
- Valor D - índice de diversidad.
Valor P (valor P): en este caso, cuanto menor sea este indicador, mayor será la diferencia entre los resultados de dos grupos de sujetos. La D de Cohen o el tamaño del efecto muestra cuán fuertemente influye la influencia de un criterio u otro en la formación del resultado final, es decir, el diagnóstico. Tendencia: muestra el vector de tendencia en un grupo con demencia.
La tabla anterior muestra el coeficiente de relación entre el indicador de criterio de "pausa" y el tipo de preguntas, así como el valor P de un grupo sano y un grupo con demencia.
Como se puede ver en estos datos, la pregunta más simple para los sujetos con demencia fue: ¿cómo llegó aquí, es decir, al lugar de la prueba? Esto se debe al hecho de que esta información se refiere a los eventos del pasado reciente.
Curva ROC para evaluar la calidad de la clasificación mediante regresión logística y el método del vector de soporte.La precisión del diagnóstico del sistema basado en la regresión logística fue del 79% y, en base a los vectores de referencia, del 83%.
Para un estudio más detallado del estudio, puede leer el informe de los científicos.Epílogo
Estos resultados indican una precisión bastante alta de este método de diagnóstico inusual, que combina el diálogo con un interlocutor virtual, análisis de sonido y visuales, y aprendizaje automático.
Por supuesto, puede haber un reclamo para este estudio. Por lo tanto, muchos creen que usar el valor P le permite manipular los resultados de los experimentos, ajustándolos al deseado, desacreditándolo. Sin embargo, los investigadores sostienen que su trabajo se basa en mediciones reales. Esperemos que esto sea cierto. De hecho, tales estudios, si se llevan a cabo honestamente y con gran atención, son de gran importancia para la humanidad.
Estoy escribiendo este artículo no tanto para compartir información sobre el estudio anterior, sino por otro anuncio, pero no superfluo, del problema que a menudo se pasa por alto. La demencia no es solo "senilidad", es un problema grave tanto para el paciente como para sus familiares. Desafortunadamente, el problema de la demencia no se discute tan claramente en los países del espacio postsoviético. Sin embargo, al centrarse en el desarrollo de un método rápido, barato y efectivo para el diagnóstico preventivo de la demencia, se puede mejorar la calidad de vida de millones de personas. Sin mencionar los beneficios sociales. De hecho, muchas personas con demencia no solo pueden hacer algo por la sociedad y / o al menos por sus familiares, sino que también lo quieren. Pero debido a una enfermedad, se convierten en rehenes de su propia mente, que, debido a una combinación fallida de circunstancias y factores, no pueden funcionar como antes. Una persona cuya conciencia regresa de la inexistencia solo por un momento para darse cuenta de su incapacidad para pensar normalmente y sentir este horror, expresándolo ni siquiera verbalmente, sino solo con una mirada, tal "vista" nos permite entender una cosa: sin nuestro cerebro no somos más que bolsas de carne y huesos. .
No discutiré con el hecho de que este material no es tan informativo como nos gustaría. Pero, repito, este estudio es solo una excusa para expresar el pensamiento de una persona que se enfrenta directamente a la demencia todos los días. Como dije antes, las explicaciones, los recordatorios, la lógica, los consejos y otras cosas solo funcionan con una persona sana. La demencia le quita a la persona no solo la memoria y la capacidad de pensar con sensatez, sino que le quita a la persona misma.
Por lo tanto, diré brevemente: cuide a sus seres queridos, porque nunca sabe cuándo puede perderlos.
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