Не имея лекарства и простого способа диагностики болезни, ученые исследуют все возможности, когда дело доходит до выявления болезни Альцгеймера на ранних стадиях. Одна группа исследователей обратила внимание на тонкие различия в языке пациентов и разработала инструмент искусственного интеллекта, который, по их словам, может уловить их как способ потенциального скрининга на болезнь.
Исследование было проведено в Технологическом институте Стивенса в Нью-Джерси и сосредоточено на способах самовыражения некоторых людей, страдающих болезнью Альцгеймера. Болезнь и другие состояния, вызывающие слабоумие, могут повлиять на некоторые части мозга, которые контролируют язык, а это означает, что пациенты могут с трудом подобрать правильные слова, возможно, используя слово «книга» для описания газеты или заменяя существительные местоимениями, например.
«На ранних стадиях болезни Альцгеймера языковой дефицит встречается у 8-10% людей и становится более серьезным и многочисленным на более поздних стадиях», - говорит ведущий автор исследования К.П. Суббалакшми. «Обратите внимание, что эта статистика действительна только для ранних стадий болезни Альцгеймера. Тем не менее, в клинических условиях стандартной практикой является использование языка как способа выявления болезни Альцгеймера».
Суббалакшми и ее ученики намеревались разработать инструмент искусственного интеллекта, который мог бы обнаруживать эти языковые различия, обратившись к стандартной задаче описания изображений, которая в настоящее время используется при языковом скрининге на болезнь Альцгеймера. Испытуемые должны были описать рисунок, на котором дети крадут печенье из банки, и команда использовала существующие расшифровки стенограмм более 1000 интервью как пациентов с болезнью Альцгеймера, так и здоровых людей.
Эти тексты использовались для обучения алгоритма искусственного интеллекта с разбивкой отдельных предложений и присвоением им числовых значений, чтобы система могла анализировать структурные и тематические отношения между ними. Со временем это позволило алгоритму научиться различать предложения, произносимые здоровыми людьми и людьми, страдающими болезнью Альцгеймера, с более чем 95-процентной точностью. Кроме того, это также может объяснить, почему он пришел к такому выводу.
«Это настоящий прорыв», - говорит Суббалакшми. «Мы открываем новую захватывающую область исследований и значительно упрощаем объяснение пациентам, почему искусственный интеллект пришел к такому выводу при диагностике пациентов. Это решает важный вопрос о надежности систем искусственного интеллекта в области медицины».
Отсюда команда надеется расширить этот инструмент для использования на других языках, кроме английского, и даже позволить ему диагностировать болезнь Альцгеймера с помощью других типов текста, таких как электронная почта или сообщения в социальных сетях. Исследователи также видят большой потенциал в его использовании для отслеживания того, как болезнь прогрессирует с течением времени, как способ обнаружения ее на самых ранних стадиях.
«Мы изучаем другие аспекты интерпретируемости искусственного интеллекта, а также ищем наборы данных, которые учитывают фактор временной эволюции», - объясняет Суббалакшми. «То есть набор данных, который отслеживает языковые способности пациента с течением времени. Это поможет нам разработать индивидуальное обнаружение людей, которые подвержены риску развития этого заболевания».
Исследователи представили свои исследования на 19-м Международном семинаре по интеллектуальному анализу данных в биоинформатике (19th International Workshop on Data Mining in Bioinformatics) в прошлом месяце.
Источник: Stevens Institute of Technology
