Трудно подобрать слова? Это тревожный звонок: как по речи диагностируют изменения в мозге

Недавнее исследование ученых из Центра гериатрической помощи Baycrest Corporation в Канаде открывает новую перспективу в оценке когнитивных функций человека. Анализ повседневной речи оказался мощным инструментом для отслеживания состояния мозга, особенно в пожилом возрасте. Это открытие, опубликованное в журнале Journal of Speech, Language, and Hearing Research, демонстрирует, что даже тонкие маркеры речи, такие как паузы, слова-заполнители и затруднения при подборе слов, могут тесно коррелировать с исполнительными функциями — ключевыми умственными навыками, ответственными за память, планирование и гибкость мышления.

Как повседневная речь может отражать состояние мозга?

Исполнительные функции, которые отвечают за способность планировать, решать проблемы и адаптироваться к новым ситуациям, часто начинают снижаться с возрастом. Однако их снижение трудно отслеживать с помощью традиционных тестов, поскольку улучшение результатов в таких тестах может быть связано просто с привычкой или опытом выполнения задания. В отличие от этого, повседневная речь, как естественная и непринужденная форма общения, может предоставить более точную и объективную информацию о состоянии когнитивных функций человека, особенно в старшем возрасте.

Ученые использовали передовые алгоритмы искусственного интеллекта, чтобы анализировать особенности речи участников исследования. Они сосредоточились на таких маркерах, как паузы, использование слов-заполнителей ("ээ", "мм") и трудности при подборе слов. Результаты показали, что эти аспекты речи устойчиво предсказывают результаты когнитивных тестов, даже с учетом таких факторов, как возраст, пол и уровень образования.

Речь как индикатор когнитивных функций

Одним из ключевых выводов исследования является то, что структура речи может служить точным индикатором состояния когнитивных функций. Например, более быстрые темпы речи у пожилых людей часто ассоциируются с лучшими когнитивными способностями и сохранением исполнительных функций. В ходе эксперимента участникам предлагалось описывать сложные изображения и проходить стандартизированные тесты на исполнительные функции.

Анализ речи с использованием искусственного интеллекта позволил ученым выявить такие маркеры, как продолжительные паузы, трудности в подборе слов и закономерности в речи, которые могут сигнализировать о снижении когнитивной активности. Это позволяет отслеживать изменения в умственных способностях на более ранних стадиях, чем традиционные методы, и без необходимости прохождения сложных и длительных тестов.

Как это открытие может повлиять на диагностику и лечение?

Это исследование имеет огромный потенциал для улучшения диагностики когнитивных нарушений и заболеваний, таких как деменция и болезнь Альцгеймера, которые затрудняют обычную диагностику на ранних стадиях. Повседневная речь может стать доступным и эффективным способом мониторинга состояния мозга, особенно у пожилых людей, для которых регулярные когнитивные тесты могут быть утомительными или трудными.

Такой подход может также способствовать раннему выявлению когнитивных проблем и позволит врачам более точно прогнозировать развитие заболеваний, улучшая тем самым качество жизни пациентов и их лечение. Кроме того, использование речи для отслеживания когнитивных функций может быть полезным инструментом для исследований и разработки новых методов терапии.

"Повседневная речь дает информацию о скорости обработки информации — чувствительном показателе когнитивного здоровья", — отметила Каролина Пуэнте-Лелиевре, руководитель исследования.

Как повседневная речь отражает когнитивное здоровье

А что если…

А что если такая методика диагностики станет доступной в повседневной жизни?
Это позволит людям следить за состоянием своих когнитивных функций без необходимости посещения врачей, обеспечив более широкий доступ к ранней диагностике.

Преимущества и недостатки использования анализа речи для диагностики когнитивных функций

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: использование только традиционных методов диагностики для выявления когнитивных нарушений.

Последствие: упущение ранних признаков заболеваний и снижение точности диагностики.

Альтернатива: применение анализа речи как дополнительного инструмента для мониторинга когнитивных функций, что поможет своевременно выявлять проблемы.

FAQ

Что такое исполнительные функции и как они связаны с речью?
Исполнительные функции включают навыки, такие как память, планирование и гибкость мышления. Эти функции отражаются в речи через скорость подбора слов, паузы и использование слов-заполнителей.

Как анализ речи может помочь в диагностике когнитивных заболеваний?
Повседневная речь может выявить тонкие изменения в когнитивной активности, которые трудно заметить при традиционных тестах, например, увеличение пауз или трудности в подборе слов.

Что такое алгоритм AlphaFold и как он используется в исследовании?
AlphaFold — это алгоритм искусственного интеллекта, который помогает анализировать и восстанавливать структуру белков, что сыграло важную роль в изучении связи речи и когнитивных функций.

Мифы и правда

• Миф: когнитивные нарушения можно выявить только с помощью сложных тестов и медицинских обследований.
  Правда: анализ повседневной речи может быть не менее эффективным для выявления изменений в когнитивных функциях.
• Миф: снижение когнитивных функций невозможно отслеживать в повседневной жизни.
  Правда: повседневная речь может быть мощным инструментом для мониторинга когнитивного здоровья в реальном времени.
• Миф: речь не может отражать состояния мозга.
  Правда: речь является важным индикатором когнитивных процессов и может предсказать нарушения на ранних стадиях.

3 интересных факта

1. Анализ речи с помощью искусственного интеллекта может предсказать когнитивные функции даже с учётом возраста, пола и образования.
2. Пациенты с проблемами в исполнительных функциях могут испытывать замедление речи и большее количество пауз.
3. В 2024 году Нобелевскую премию по химии присудили за разработки в области алгоритмов, таких как AlphaFold, которые позволяют восстанавливать молекулярные структуры.

Исследование, проведенное учеными из Оклендского университета, открывает новые возможности для диагностики когнитивных нарушений. Повседневная речь может стать важным инструментом для отслеживания состояния мозга, а использование искусственного интеллекта позволит делать этот процесс быстрым и точным.