Τεχνητή νοημοσύνη κατά της αταξίας

Η αταξία περιγράφεται ως έλλειψη συντονισμού των μυών κατά τη διάρκεια εκούσιων κινήσεων, όπως το περπάτημα. Η αταξία μπορεί να επηρεάσει τις κινήσεις, την ομιλία, τις κινήσεις των ματιών ή την ικανότητα κατάπωσης.

Η επίμονη αταξία προκύπτει συνήθως από βλάβη στην παρεγκεφαλίδα, το μέρος του εγκεφάλου που ελέγχει το συντονισμό των μυών.

Πολλές συνθήκες μπορεί να προκαλέσουν Αταξία, όπως η κατάχρηση αλκοόλ, το εγκεφαλικό επεισόδιο, ένας όγκος, η εγκεφαλική παράλυση και η σκλήρυνση κατά πλάκας. Είναι επίσης δυνατό να κληρονομηθεί ένα ελαττωματικό γονίδιο που μπορεί να προκαλέσει μία από τις πολλές παραλλαγές της αταξίας.

Σε πρόσφατα διενεργούμενη  μελέτη σκοπιμότητας, το αυτοματοποιημένο σύστημα ταξινόμησης πέτυχε ποσοστό επιτυχίας ταξινόμησης 80% με βάση καταγραφές ομιλίας.

Η αταξία είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να περιγράψει μια ομάδα σπάνιων, νευροεκφυλιστικών εγκεφαλικών διαταραχών που περιλαμβάνουν αστάθεια βάδισης, διαταραχές κατάποσης και ομιλίας.

"Η προφορά γίνεται ασαφής, ο ρυθμός της ομιλίας ακανόνιστος. Ο ρυθμός της ομιλίας είναι συνήθως επιβραδυνόμενος και αργός, αλλά μπορεί ξαφνικά να επιταχυνθεί. Όλα αυτά μειώνουν την ικανότητα επικοινωνίας", εξήγησε ο πρώτος συγγραφέας Marcus Grobe-Einsler, επικουρικός γιατρός στην Κλινική και Πολυκλινική Νευρολογίας του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου της Βόννης (UKB).

Σύμφωνα με τον Grobe-Einsler, στην προηγούμενη τυπική διαδικασία καταγραφής της σοβαρότητας των διαταραχών του λόγου, οι κλινικοί εμπειρογνώμονες αξιολογούν το αντίστοιχο επίπεδο (1-6) με σχετικά χρονοβόρο τρόπο και σύμφωνα με ένα καθιερωμένο σύστημα ταξινόμησης.

Στην παρούσα μελέτη σκοπιμότητας διερευνήθηκε κατά πόσον είναι δυνατή η ταξινόμηση με τη χρήση τεχνολογίας υπολογιστών, προκειμένου να αυτοματοποιηθεί και να αντικειμενοποιηθεί η καθιερωμένη ταξινόμηση (Scale for the Assessment and Rating of Ataxia, SARA): "Η προσέγγιση αυτή θα μπορούσε να απλοποιήσει σημαντικά τις διαδικασίες για τον προσδιορισμό της σοβαρότητας της αταξίας", εκτίμησε ο Grobe-Einsler.

Οι ερευνητές γύρω από τον Grobe-Einsler συνεργάστηκαν με τη βιομηχανία για την εν λόγω πιλοτική μελέτη. Η εταιρεία PeakProfiling GmbH με έδρα το Βερολίνο ειδικεύεται στην ανάλυση και ερμηνεία των φωνών.

Στο πλαίσιο αυτής της εργασίας αξιολογήθηκαν ηχογραφήσεις φωνής 67 ασθενών με κυρίως ήπια ή μέτρια αταξία.

Για το σκοπό αυτό, οι εξεταζόμενοι απάντησαν σε τυποποιημένες ερωτήσεις σχετικά με τα χόμπι τους, για παράδειγμα, ή μέτρησαν επίσης δυνατά από το 1 έως το 10 επανειλημμένα.

Με τη βοήθεια ειδικού λογισμικού ανάλυσης του ήχου, εξοπλισμένου με αλγόριθμους μηχανικής μάθησης, οι ερευνητές κατάφεραν να εντοπίσουν περισσότερα από 100 χαρακτηριστικά γνωρίσματα της αταξίας στους ρυθμούς ομιλίας των ατόμων και στις διακυμάνσεις της έντασής τους, με βάση 71 ηχογραφήσεις ομιλίας.

Ως σημείο αναφοράς, το σύστημα χρησιμοποίησε την αξιολόγηση μιας τριμελούς ομάδας εμπειρογνωμόνων για να προσαρμόσει τη βαρύτητα που υπολόγισε ο υπολογιστής. Το νέο, αυτοματοποιημένο σύστημα ταξινόμησης έφτασε το ποσοστό επιτυχίας 80 % σε δείγμα ηχογραφήσεων.

Έτσι, η εργασία αυτή επιβεβαίωσε τη σκοπιμότητα της ανάλυσης φωνής με τη βοήθεια υπολογιστή για την αυτοματοποιημένη αξιολόγηση της σοβαρότητας των διαταραχών του λόγου.

"Αυτή η μέθοδος θα μπορούσε να βοηθήσει στην παρακολούθηση της εξέλιξης της νόσου, καθώς και το επίπεδο αυτοματοποίησής της επιτρέπει την αποτελεσματική χρήση της σε μελέτες με πολλά υποκείμενα. Αυτό είναι πολύτιμο ιδίως στο πλαίσιο δοκιμών φαρμάκων.

Πρόσφατα, υπήρξε μεγάλη κινητικότητα στον τομέα της Αταξίας, επειδή υπάρχουν νέες, αν και ακόμη πειραματικές, θεραπευτικές προσεγγίσεις", περιέγραψε ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης Thomas Klockgether, διευθυντής κλινικών ερευνών στο DZNE (Γερμανικό Κέντρο Νευροεκφυλιστικών Νοσημάτων).

Οι ερευνητές θα ήθελαν να τελειοποιήσουν περαιτέρω τη μέθοδο τεχνητής νοημοσύνης σε μεγαλύτερες μελέτες και να τη μεταφέρουν και σε άλλες γλώσσες σε διεθνή συνεργασία.

Επιπλέον, είναι νοητή η ενσωμάτωση του αντίστοιχου λογισμικού σε μια εφαρμογή, ώστε οι ασθενείς να έχουν τη δυνατότητα να λαμβάνουν ανατροφοδότηση σχετικά με την κατάσταση της αταξίας τους ανεξάρτητα από την επίσκεψη στον γιατρό.