Ne vous perdez pas: une nouvelle méthode pour diagnostiquer la démence

À la question "qu'est-ce qui vous fait vous?" quelqu'un dira famille, travail, amis, caractère, talents, etc. Mais le plus universel pour toutes les options est notre esprit. C'est lui qui fait de nous ce que nous sommes. Cependant, comme tout autre organe ou système du corps humain, le cerveau n'est pas éternel. Perdre la main est terrible, mais perdre la raison est encore pire, surtout si la carrière d'une personne a toujours été basée sur l'activité mentale, c'est-à-dire qu'il était scientifique, enseignant, écrivain, philosophe, etc. Les processus cérébraux dégénératifs, souvent appelés démence, sont les plus faciles à traiter aux premiers stades d'une maladie. Mais pour cela, vous devez d'abord diagnostiquer cette même démence, ce qui est une tâche très difficile.

Aujourd'hui, nous parlerons de la recherche d'une nouvelle méthode de diagnostic de la démence à l'aide de l'apprentissage automatique, de l'analyse visuelle / sonore et d'un interlocuteur de diagnostic virtuel. Le rapport des scientifiques nous apprend à quel point cette méthode est efficace et quels symptômes, jusque-là inconnus, il a trouvés. Allons-y.

Étiologie de la démence

La définition de la démence dit qu'il s'agit d'une démence acquise, exprimée par une diminution de la capacité d'une personne à absorber de nouvelles connaissances, compétences et informations, ainsi que par le problème de l'utilisation des connaissances, compétences et informations acquises précédemment.

Tout d'abord, il convient de noter le mot «acquise», c'est-à-dire que cette maladie, ou plutôt un groupe de maladies, n'est pas congénitale. Le plus souvent, la démence est associée aux personnes âgées. Nous avons tous entendu parler de maladies telles que la maladie d'Alzheimer, l'athérosclérose cérébrale, moins souvent la maladie de Pick. Toutes ces terribles maladies appartiennent à la catégorie des démences.


Images IRM et illustrations de la différence entre un cerveau sain et la maladie d'Alzheimer: une réduction significative de l'hippocampe, responsable de la formation de nouveaux souvenirs; le froissement du cortex affecte négativement les zones responsables de la réflexion, de la planification et de la mémoire; les ventricules du cerveau sont agrandis.

Les personnes atteintes de démence oublient qui elles sont, ne se souviennent même pas des événements les plus marquants de leur vie, ne se souviennent souvent pas de ce qui s'est passé il y a quelques minutes. Leur comportement est parfois inadéquat, irrationnel, ressemblant parfois à un état de délire et même à des hallucinations. Cette maladie apporte beaucoup de chagrin et de problèmes non seulement au patient lui-même, mais aussi à ses proches. La prise de conscience que la personne que vous avez connue toute votre vie comme intelligente et perspicace commence soudain à se perdre, c'est un lourd fardeau. Peu importe le temps que vous passez à raconter l'intégralité de la biographie du patient, à interpréter quoi et comment cela fonctionne, il l'oubliera toujours, pas après 5 minutes, donc après une heure.

Comment prévenir la démence? La réponse à l'absurdité est simple: mener une vie saine. Les mauvaises habitudes, le manque d'activité physique normalisée et, surtout, des échauffements réguliers de l'esprit deviennent la base du développement de la démence à l'âge avancé. Bien sûr, il existe des types de démence causés par d'autres maladies ou blessures. Dans de telles situations, tout dépend également du traitement principal de la cause profonde, car la démence devient déjà indirecte, une sorte de symptôme fort.

Maintenant, le monde scientifique accorde beaucoup plus d'attention non pas au traitement de la démence, mais à sa prévention. Pour ce faire, vous devez identifier cette maladie aux tout premiers stades de développement. Plus tôt il est identifié, plus il est probable qu'il arrête son développement à l'avenir. Il existe de nombreuses méthodes de diagnostic, et chacune est bonne pour quelque chose.

Les héros de l'histoire d'aujourd'hui sont des scientifiques qui ont décidé d'utiliser la technologie informatique pour se protéger et aider les médecins dans une tâche aussi difficile que le diagnostic des premiers stades de la démence. Les méthodes actuelles de détection de la maladie sont associées à des tests sanguins, à l'IRM, à l'analyse du liquide céphalorachidien et à des tests cognitifs menés par des équipes de spécialistes. Cela fonctionne, mais cela prend beaucoup de temps et d'argent, ce que le patient peut ne pas avoir.

Interlocuteur virtuel

Lorsqu'il s'agit de diagnostiquer des maladies qui se manifestent par des changements verbaux, lexicaux et physiognomiques, une méthode importante consiste à détecter ces anomalies. Il est également important de positionner le patient en dialogue avec le diagnosticien. Lorsque ce diagnosticien est une personne vivante, il n'y a pas tellement de problèmes, mais si l'avatar informatique joue le rôle d'un médecin, alors certaines caractéristiques des patients doivent être prises en compte.


L'interface du programme de diagnostic de la démence.

Tout d'abord, il convient de noter que l'avatar était basé sur le programme MikuMikuDance - un éditeur d'animation avec lequel une personne peut créer des vidéos animées en trois dimensions. Étant donné le pays d'origine de cette étude - le Japon - la langue de ce programme est également le japonais.

Le système de l'interlocuteur virtuel est capable de reconnaître la parole, de gérer les dialogues, de convertir la parole en texte et de changer le comportement de l'avatar, en s'adaptant aux sujets.

Dans le processus de création du système, des médecins praticiens ont participé, qui ont conseillé les programmeurs sur certaines des subtilités du travail avec des personnes âgées agissant comme sujets dans cette étude. Premièrement, la vitesse de parole de l'avatar a été légèrement réduite pour améliorer la perception à 3,38 mots par seconde. L'écran affiche des sous-titres (police gothique, taille de lettre - 80) au cas où le sujet aurait des problèmes avec la perception de la parole orale (cela peut être dû à la fois à des symptômes de démence et à des problèmes d'audition insignifiants). En outre, le ton initialement élevé de la voix de l'avatar a été abaissé de 0,7%.

L'avatar lui-même est un modèle tridimensionnel d'une jeune fille sur fond beige sans aucune image, car cela pourrait distraire les sujets du processus. Lorsque le sujet prononce la phrase, l'avatar hoche la tête en réponse s'il la reconnaît.

Étapes de diagnostic

Il y a 6 étapes au total, chacune ayant sa propre tâche (marquée avec les lettres a, b, c, d, e, f dans l'image ci-dessus).

I. La présentation ( a ), lorsque le système accueille le sujet du test, indique son nom et pose les questions suivantes:
- Quel est ton nom?
- Quel âge as-tu?

Selon les chercheurs, ce petit dialogue d'introduction, quoique petit, aide à réduire le stress psychologique des sujets, et les initie également au fonctionnement de ce système.

II. Suivi visuel ( b ), lorsqu'un point noir apparaît sur l'écran, que le sujet doit surveiller pendant deux minutes. Ce test vous permet d'analyser le délai de réaction.

III. Lisez ( c ) lorsque le test de mémoire Wexler (WMS-R) est effectué. Un texte apparaît à l'écran que les sujets lisent à haute voix.

IV. Questions courantes pour tout le monde ( d ), lorsque tous les sujets sont invités à 3 questions: quel jour est-ce (Q1), dites-nous quelque chose sur vous-même (Q2) et comment vous êtes arrivé ici, c'est-à-dire sur le lieu du test (Q3).

V. Questions aléatoires ( f ) lorsque l'avatar pose 5 questions choisies au hasard par le système parmi 13 pré-préparées:

• Quelle saison est-ce maintenant?
• De quelle année s'agit-il?
• Qui est le premier ministre du Japon?
• Êtes-vous gaucher ou droitier?
• Dormez-vous bien?
• Quel est ton appétit?
• Veuillez nous parler d'un événement récent qui a été stressant pour vous.
• Parlez-nous d'Hibari Misora ​​(célèbre chanteuse japonaise).
• Parlez-nous de Yujiro Ishihara (un célèbre acteur japonais).
• Parlez-nous de Shigeo Nagashima (un célèbre joueur de baseball japonais).
• Quel est ton hobby?
• Quelle est ta chanson préférée?
• Parlez-nous de votre famille.

VI. Raconter ( f ) lorsque le système lit un enregistrement sur lequel le psychologue lit le texte et les sujets doivent raconter à nouveau l'histoire.

Une caractéristique importante est les pauses que le système fait avant de poser la question suivante: 10 s pour les questions simples avec des réponses courtes et 15 s pour les questions complexes. Pour les interactions entre les personnes, ces pauses sont assez longues. Cependant, afin que le système puisse reconnaître la parole même avec une faible amplitude, il a été décidé d'appliquer des pauses plus longues.

L'ensemble du processus de communication entre le sujet et l'avatar-diagnostician a été enregistré sur une caméra pour une analyse plus approfondie de l'image et du son (physionomie et caractéristiques de la parole de chaque sujet).

Cette étude a impliqué 33 sujets. 16 d'entre eux (12 hommes et 4 femmes) ont déjà une confirmation clinique de démence, et les 17 autres (13 hommes et 4 femmes) sont en bonne santé. Les deux groupes ont passé les tests séparément l'un de l'autre dans différentes pièces.


Données sur le sujet. Marques: AD - maladie d'Alzheimer; NPH - hydrocéphalie à pression normale; DLB - démence avec corps Levi; MCI - légère déficience cognitive.

Le tableau ci-dessus contient un résumé de chaque sujet: présence / absence de démence, âge, taux d'éducation, sexe, score MMSE (une brève échelle pour évaluer l'état mental - un questionnaire de 30 questions) et le temps passé sur un test avec un avatar diagnostique.

De plus, quatre des 33 participants à l'étude ont été exclus, car deux du groupe avec le diagnostic n'avaient pas encore été confirmés cliniquement, et deux du groupe en bonne santé ont marqué 22 et 23 points sur MMSE, ce qui est inférieur au passage.

Le test MMSE est déjà une bonne aide, car ses résultats sont plus cohérents avec la présence ou l'absence d'un diagnostic chez les sujets. Le score moyen d'un groupe en bonne santé est supérieur à celui d'un groupe atteint de démence.

Les données audio et vidéo résultantes ont été exécutées via un système de reconnaissance de la présence ou de l'absence de symptômes de démence, qui a été construit sur la base de deux algorithmes d'apprentissage automatique. Les principaux modèles de classificateurs étaient la régression logistique et la méthode des vecteurs de support.

Les principaux critères d'évaluation de l'état de l'acier d'essai:

• Gap - une pause entre la question de l'avatar et la réponse du sujet;
• F0cov - coefficient de variation des énoncés prononcés;
• Sourire - un indicateur du nombre d'images dans l'enregistrement du sujet sur lequel il sourit;
• h1a3 - la différence entre les amplitudes de la première harmonique (h1) et du troisième formant (a3), ce qui permet de déterminer la «qualité» de la voix;
• Puissance - l'amplitude de la voix;
• Verbes - verbes utilisés par le sujet;
• Corr. - corrections pendant le discours;
• # de pauses - le nombre de pauses entre les phrases;
• Prop. des pauses - part des pauses pendant la réponse;
• Hésitations - coefficient d'incertitude pendant la réponse;
• Jetons - jetons vocaux (numéro de mot);
• Noms - noms;
• AR - taux d'articulation;
• TTR - le rapport des mots uniques et des mots répétitifs;
• Valeur D - indice de diversité.

Valeur P (valeur P) - dans ce cas, plus cet indicateur est bas, plus la différence entre les résultats de deux groupes de sujets est grande. Le D de Cohen ou la taille de l'effet montre à quel point l'influence d'un critère ou d'un autre sur la formation du résultat final est forte, c'est-à-dire le diagnostic. Tendance - affiche le vecteur de tendance dans un groupe atteint de démence.



Le tableau ci-dessus montre le coefficient de relation entre l'indicateur de critère «pause» et le type de questions, ainsi que la valeur P d'un groupe sain et d'un groupe atteint de démence.

Comme le montrent ces données, la question la plus simple pour les sujets atteints de démence était - comment en êtes-vous arrivé là, c'est-à-dire au lieu du test? Cela est dû au fait que ces informations se réfèrent aux événements du passé récent.


Courbe ROC pour évaluer la qualité de la classification par régression logistique et la méthode du vecteur de support.

La précision des diagnostics du système basée sur la régression logistique était de 79%, et sur la base des vecteurs de référence - 83%.

Pour une étude plus détaillée de l'étude, vous pouvez lire le rapport des scientifiques.

Épilogue

Ces résultats indiquent une précision assez élevée de cette méthode de diagnostic inhabituelle, qui combine le dialogue avec un interlocuteur virtuel, l'analyse sonore et visuelle et l'apprentissage automatique.

Bien sûr, cette étude peut être revendiquée. Ainsi, beaucoup pensent que l'utilisation de la valeur P vous permet de manipuler les résultats des expériences, de les adapter à ce qui est souhaité, et donc de le discréditer. Cependant, les chercheurs affirment que leur travail est basé sur des mesures réelles. Espérons que cela soit vrai. En effet, de telles études, si elles sont menées honnêtement et avec une grande attention, sont d'une grande importance pour l'humanité.

J'écris cet article non pas tant pour partager des informations concernant l'étude ci-dessus, mais pour une autre annonce, mais pas superflue, du problème qui est souvent négligé. La démence n'est pas seulement une «sénilité», c'est un problème grave à la fois pour le patient lui-même et pour ses proches. Malheureusement, le problème de la démence n'est pas aussi clairement discuté dans les pays de l'espace post-soviétique. Cependant, en se concentrant sur le développement d'une méthode rapide, bon marché et efficace pour le diagnostic préventif de la démence, la qualité de vie de millions de personnes peut être améliorée. Sans parler des avantages sociaux. En effet, de nombreuses personnes atteintes de démence sont non seulement capables de faire quelque chose pour la société et / ou au moins pour leurs proches, mais veulent aussi cela. Mais à cause de la maladie, ils deviennent des otages de leur propre esprit, qui, en raison d'une combinaison infructueuse de circonstances et de facteurs, ne peuvent pas fonctionner comme avant. Une personne dont la conscience ne revient de l'inexistence que pendant un moment afin de réaliser son incapacité à penser normalement et à ressentir cette horreur, ne l'exprimant même pas verbalement, mais seulement avec un regard - une telle «vue» nous permet de comprendre une chose - sans notre cerveau, nous ne sommes que des sacs de viande et d'os .

Je ne contesterai pas le fait que ce matériel n'est pas aussi informatif que nous le souhaiterions. Mais, je le répète, cette étude n'est qu'une excuse pour exprimer la pensée d'une personne qui est directement confrontée à la démence chaque jour. Comme je l'ai dit plus tôt - les explications, les rappels, la logique, les conseils et autres choses ne fonctionnent qu'avec une personne en bonne santé. La démence enlève à une personne non seulement la mémoire et la capacité de penser raisonnablement, elle enlève à une personne elle-même.

Par conséquent, je dirai brièvement - prenez soin de ceux que vous aimez, car vous ne savez jamais quand vous pouvez les perdre.

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