Η φωνή αποκαλύπτει τη γήρανση του εγκεφάλου – Τι εντόπισε νέα επιστημονική έρευνα

Ο τρόπος με τον οποίο μιλά ένας άνθρωπος ενδέχεται να αποκαλύπτει πολύ περισσότερα από τη χρονολογική του ηλικία. Η φωνή, ο ρυθμός και η δομή του προφορικού λόγου περιέχουν πληροφορίες που σχετίζονται με τη βιολογική γήρανση, τη λειτουργία του εγκεφάλου, τη γνωστική κατάσταση και τις κοινωνικές συνθήκες ζωής. Σε αυτό το συμπέρασμα καταλήγει νέα επιστημονική έρευνα, υπό την καθοδήγηση του Trinity College του Δουβλίνου, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Science Advances».

Η ερευνητική ομάδα αξιοποίησε την τεχνητή νοημοσύνη και τη μηχανική μάθηση για την ανάπτυξη ενός πρωτοποριακού συστήματος, το οποίο ονόμασε «ρολόι ομιλίας» (speech clock). Πρόκειται για ένα υπολογιστικό μοντέλο που εξετάζει εκατοντάδες διαφορετικά χαρακτηριστικά του προφορικού λόγου, προκειμένου να προσδιορίσει την ηλικία ενός ατόμου και να καταγράψει πιθανές αποκλίσεις από την πραγματική του ηλικία.

Ιδιαίτερο επιστημονικό ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι η διαφορά ανάμεσα στη χρονολογική ηλικία και σε εκείνη που προκύπτει από την ανάλυση της ομιλίας εμφανίζει συσχετίσεις με ανεξάρτητους δείκτες υγείας. Μεταξύ αυτών περιλαμβάνονται η βιολογική γήρανση, η εγκεφαλική λειτουργία, οι γνωστικές επιδόσεις, η άνοια και οι κοινωνικές δυσκολίες που αντιμετωπίζει ένας άνθρωπος στη διάρκεια της ζωής του.

Για τις ανάγκες της μελέτης συγκεντρώθηκαν και αναλύθηκαν στοιχεία από 2.928 ισπανόφωνους εθελοντές, προερχόμενους από πέντε χώρες της Λατινικής Αμερικής: Αργεντινή, Χιλή, Κολομβία, Μεξικό και Περού. Στην έρευνα συμμετείχαν άτομα χωρίς διαπιστωμένα γνωστικά προβλήματα, καθώς και ασθενείς με ήπια γνωστική διαταραχή, νόσο Αλτσχάιμερ και διαφορετικούς τύπους μετωποκροταφικής άνοιας.

Πώς η τεχνητή νοημοσύνη υπολογίζει την ηλικία μέσα από την ομιλία

Η λειτουργία του νέου εργαλείου στηρίζεται στη συνδυαστική επεξεργασία πλήθους ακουστικών και γλωσσικών δεδομένων. Οι επιστήμονες εξέτασαν την ταχύτητα με την οποία εκφέρονται οι λέξεις, τη διάρκεια και τη συχνότητα των παύσεων, τις μεταβολές στον τόνο της φωνής, τη συναισθηματική χροιά, την επιλογή του λεξιλογίου, τη σημασιολογική ακρίβεια και τον τρόπο οργάνωσης των προτάσεων.

Με τη βοήθεια αλγορίθμων μηχανικής μάθησης, οι πληροφορίες αυτές συνδυάστηκαν ώστε να προκύψει μια εκτίμηση ηλικίας για κάθε συμμετέχοντα. Στη συνέχεια, οι ερευνητές υπολόγισαν την απόσταση μεταξύ αυτής της εκτίμησης και της πραγματικής ηλικίας, αναζητώντας πιθανές σχέσεις με άλλους βιολογικούς και κλινικούς δείκτες.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα άτομα των οποίων η ομιλία παρέπεμπε σε μεγαλύτερη ηλικία από την πραγματική παρουσίαζαν συχνότερα ενδείξεις ταχύτερης βιολογικής γήρανσης. Παράλληλα, η αυξημένη ηλικία της ομιλίας συσχετίστηκε με χαμηλότερη απόδοση σε δοκιμασίες μνήμης, εκτελεστικών λειτουργιών, συνολικής γνωστικής ικανότητας και καθημερινής λειτουργικότητας.

Οι σχετικές ενδείξεις καταγράφηκαν ακόμη και σε γνωστικές δοκιμασίες που δεν απαιτούσαν γλωσσικές δεξιότητες, στοιχείο που ενισχύει την επιστημονική σημασία του ευρήματος για τη γενικότερη κατάσταση του εγκεφάλου.

Το υπολογιστικό σύστημα παρουσίασε επίσης δυνατότητα διάκρισης μεταξύ υγιών συμμετεχόντων και ανθρώπων με διαγνωσμένη άνοια. Στα άτομα χωρίς γνωστικές διαταραχές καταγράφηκαν οι μικρότερες διαφορές ανάμεσα στις δύο ηλικίες, ενώ μεγαλύτερες αποκλίσεις παρατηρήθηκαν στους ασθενείς με Αλτσχάιμερ και διαφορετικές μορφές μετωποκροταφικής άνοιας.

Το κοινωνικό αποτύπωμα στη φωνή και οι προοπτικές για την έγκαιρη ανίχνευση της άνοιας

Μια επιπλέον διάσταση της μελέτης αφορά την επίδραση του κοινωνικού περιβάλλοντος στη διαδικασία γήρανσης. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η εικόνα της ομιλίας συνδεόταν και με τις συνθήκες διαβίωσης των συμμετεχόντων, ανεξάρτητα από το εάν είχαν εμφανίσει άνοια.

Η οικονομική κατάσταση, η εκπαίδευση, η δυσκολία εξασφάλισης επαρκούς τροφής, η πρόσβαση σε υπηρεσίες υγείας και οι εμπειρίες της παιδικής ηλικίας συγκαταλέγονται στους παράγοντες που συσχετίστηκαν με την επιταχυνόμενη γήρανση της ομιλίας.

Η συγκεκριμένη τεχνολογία θεωρείται ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα και για πρακτικούς λόγους. Μια απλή ηχογράφηση αποτελεί διαδικασία χαμηλού κόστους, η οποία μπορεί να πραγματοποιηθεί χωρίς επεμβατικές εξετάσεις. Αντίθετα, αρκετές από τις σημερινές μεθόδους διερεύνησης της βιολογικής γήρανσης προϋποθέτουν αιματολογικές και μοριακές αναλύσεις, μαγνητικές τομογραφίες ή εξειδικευμένη κλινική αξιολόγηση.

Παρά τα ενθαρρυντικά ευρήματα, οι δημιουργοί του συστήματος επισημαίνουν ότι το «ρολόι ομιλίας» δεν μπορεί, στην παρούσα φάση, να χρησιμοποιηθεί ως αυτόνομη διαγνωστική εξέταση για την άνοια.

Η έρευνα βασίστηκε στην αξιολόγηση των συμμετεχόντων σε μία συγκεκριμένη χρονική περίοδο. Επομένως, τα διαθέσιμα δεδομένα δεν επαρκούν για να αποδειχθεί ότι η πρόωρη γήρανση της ομιλίας μπορεί να προβλέψει μελλοντική γνωστική επιδείνωση ή εμφάνιση άνοιας.

Για να διερευνηθεί η δυνατότητα εφαρμογής της μεθόδου στην καθημερινή ιατρική πρακτική, απαιτούνται μακροχρόνιες μελέτες παρακολούθησης, έλεγχος της αξιοπιστίας του μοντέλου σε διαφορετικές γλώσσες και πολιτισμικά περιβάλλοντα, καθώς και αξιολόγησή του μέσα από φυσικές συνθήκες καθημερινής επικοινωνίας.