Μια σύντομη ηχογράφηση κάποιου που μιλάει θα μπορούσε μια μέρα να αποκαλύψει πολλά περισσότερα από τις λέξεις που προφέρονται. Οι λεπτές αλλαγές στον τόνο, την αναπνοή, τον ρυθμό, την προφορά ή το λεξιλόγιο μπορεί να προσφέρουν ενδείξεις για παθήσεις όπως η νόσος Πάρκινσον, η νόσος Αλτσχάιμερ, η κατάθλιψη, η καρδιακή ανεπάρκεια και η αμυοτροφική πλευρική σκλήρυνση. Η ιδέα έχει προσελκύσει αυξανόμενο ενδιαφέρον στην ιατρική έρευνα, ιδίως καθώς η τεχνητή νοημοσύνη γίνεται όλο και πιο ικανή να αναγνωρίζει μοτίβα στην ομιλία που μπορεί να είναι πολύ «λεπτά» για το ανθρώπινο αυτί.
Τα πέντε επίπεδα των σημάτων υγείας που βασίζονται στη φωνή
Μια νέα μελέτη που δημοσιεύεται στο Digital Biomarkers, οριοθετεί το πλαίσιο μελέτης των στοιχείων που μπορεί να δώσει η φωνή στη διάγνωση παθήσεων. Το πλαίσιο ξεκινά με το Επίπεδο 0, το οποίο ορίζει τις βασικές έννοιες: Τι θεωρείται βιοδείκτης, τι καθιστά έναν βιοδείκτη ψηφιακό και τι διακρίνει έναν φωνητικό βιοδείκτη από άλλους τύπους μετρήσεων υγείας.
Τα υπόλοιπα 4 επίπεδα προχωρούν από τη φυσική παραγωγή ήχου σε πιο σύνθετες γνωστικές και γλωσσικές διαδικασίες.
Επίπεδο 1: Αναπνοή και αναπνευστικοί ήχοι
Αυτό το επίπεδο περιλαμβάνει χαρακτηριστικά που σχετίζονται με την αναπνοή, όπως η ακουστική του βήχα και οι παύσεις που προκαλούνται από μειωμένο έλεγχο της αναπνοής. Ένας αδύναμος βήχας μπορεί να υποδηλώνει διαταραχή της αναπνευστικής ώθησης ή εξασθενημένους μυς, ενώ οι συχνές παύσεις κατά τη διάρκεια της ομιλίας μπορεί να υποδηλώνουν δυσκολία στον συντονισμό της αναπνοής.
Επίπεδο 2: Ο λάρυγγας
Το δεύτερο επίπεδο επικεντρώνεται στους ήχους που παράγονται από τον λάρυγγα, συμπεριλαμβανομένου του τόνου, της σταθερότητας της φωνής και της ισορροπίας μεταξύ καθαρού τόνου και θορύβου του περιβάλλοντος. Η νόσος Πάρκινσον, για παράδειγμα, μπορεί να μειώσει τη διακύμανση του τόνου και να κάνει την ομιλία να ακούγεται πιο μονότονη. Τέτοιες αλλαγές μπορούν να ανιχνευθούν από ηχογραφήσεις.
Επίπεδο 3: Η διαμόρφωση των λέξεων
Αυτό το επίπεδο καταγράφει τον τρόπο με τον οποίο η γλώσσα, τα χείλη, η γνάθος και η μαλακή υπερώα συνεργάζονται για την παραγωγή της ομιλίας. Νευρολογικές παθήσεις όπως η ALS μπορούν να αποδυναμώσουν αυτές τις δομές, επηρεάζοντας το χρονισμό, την καθαρότητα και τον συντονισμό των συλλαβών.
Επίπεδο 4: Γλώσσα και συναισθηματική έκφραση
Το τελευταίο επίπεδο περιλαμβάνει το λεξιλόγιο, τη σύνταξη των προτάσεων και τον συναισθηματικό τόνο. Ένα άτομο με νόσο Αλτσχάιμερ, για παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιεί λιγότερες λέξεις ή απλούστερες συντακτικές δομές, ενώ οι αλλαγές στον τόνο μπορεί να παρέχουν ενδείξεις σχετικά με τη διάθεση ή ψυχιατρικές καταστάσεις.
Οι ερευνητές τονίζουν ότι τα επίπεδα δεν αποτελούν άκαμπτες κατηγορίες. Το ίδιο φωνητικό χαρακτηριστικό μπορεί να φέρει διαφορετικές σημασίες ανάλογα με το κλινικό πλαίσιο. Η ένταση της φωνής, για παράδειγμα, μπορεί να αντανακλά μια φυσική αλλαγή στο λάρυγγα σ’ έναν ασθενή και συναισθηματική έκφραση σ’ έναν άλλο. Για τον λόγο αυτό, κανένα μεμονωμένο χαρακτηριστικό δεν πρέπει να θεωρείται από μόνο του ως διάγνωση.
Πώς λειτουργεί η τεχνητή νοημοσύνη που βασίζεται στη φωνή;
Η τεχνητή νοημοσύνη εφαρμόζεται όλο και περισσότερο σε ηχογραφήσεις φωνής. Τα συστήματα ΑΙ μπορούν να αναλύουν γρήγορα τεράστιο αριθμό ακουστικών και γλωσσικών χαρακτηριστικών, εντοπίζοντας συνδυασμούς που ενδέχεται να συνδέονται με ασθένειες. Ωστόσο, πολλά απ’ αυτά τα συστήματα λειτουργούν ως «μαύρα κουτιά» – δείκτες κινδύνου που δεν παρέχουν τις απαραίτητες εξηγήσεις για το ποια χαρακτηριστικά επηρέασαν το αποτέλεσμα.
Το νέο πλαίσιο θα μπορούσε να καταστήσει αυτά τα εργαλεία πιο διαφανή. Συνδέοντας συγκεκριμένες μετρήσεις της φωνής με συγκεκριμένα στάδια της παραγωγής ομιλίας, οι κλινικοί γιατροί μπορούν να διερευνήσουν τι ανιχνεύει πραγματικά ένας αλγόριθμος και εάν η σύνδεση με την ασθένεια έχει επικυρωθεί επιστημονικά. Αντί για μια γενική προειδοποίηση για «αυξημένο κίνδυνο», θα μπορούν ενδεχομένως να προσδιορίσουν αν το σύστημα αναλύει την αναπνοή, τη λειτουργία των φωνητικών χορδών, την άρθρωση, το λεξιλόγιο ή τον συναισθηματικό τόνο.
Σημαντικοί περιορισμοί
Οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι αυτό το πλαίσιο αποτελεί μόνο ένα πρώτο βήμα. Δεν καθιερώνει τυποποιημένες μεθόδους για την καταγραφή της ομιλίας, την ανάλυση του ήχου ή την επικύρωση ενός εργαλείου για ιατρική χρήση, ούτε επιλύει τις πολλές πρακτικές προκλήσεις που δημιουργούνται από διαφορετικά μικρόφωνα, smartphone, περιβαλλοντικούς θορύβους και συνθήκες εγγραφής. Η γλώσσα και ο πολιτισμός αποτελούν ένα άλλο σημαντικό ζήτημα. Τα πρότυπα ομιλίας, το λεξιλόγιο, η προφορά και η συναισθηματική έκφραση διαφέρουν μεταξύ των πληθυσμών. Ένα σύστημα που έχει εκπαιδευτεί κυρίως με αγγλόφωνους δυτικούς συμμετέχοντες ενδέχεται να μην αποδίδει εξίσου καλά σε άλλες γλώσσες ή πολιτισμούς. Ως εκ τούτου, οι συγγραφείς τονίζουν την ανάγκη για μελλοντική έρευνα με τη συμμετοχή ποικιλόμορφων πληθυσμών.
Σημείο εκκίνησης, όχι κλινική καινοτομία
Η τεχνολογία υγείας που βασίζεται στη φωνή δεν είναι ακόμη έτοιμη να αντικαταστήσει τις συμβατικές διαγνωστικές εξετάσεις. Μια σύντομη ηχογράφηση δε μπορεί, προς το παρόν, να επιβεβαιώσει από μόνη της τη νόσο Αλτσχάιμερ, την κατάθλιψη, τη νόσο Πάρκινσον ή την καρδιακή ανεπάρκεια. Ωστόσο, η προοπτική είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρα. Οι ηχογραφήσεις φωνής είναι οικονομικές, μη επεμβατικές και εύκολο να συλλεχθούν, ενδεχομένως ακόμη και μέσω ενός απλού smartphone.
Στο μέλλον, ενδέχεται να βοηθήσουν τους γιατρούς να εντοπίζουν πρώιμα προειδοποιητικά σημάδια, να παρακολουθούν αλλαγές μεταξύ των ιατρικών ραντεβού ή να εντοπίζουν ασθενείς που χρειάζονται περαιτέρω αξιολόγηση. Το νέο πλαίσιο μπορεί να αποτελέσει το θεμέλιο που απαιτείται για να φέρει αυτή την πιθανότητα πιο κοντά στην πραγματικότητα.
Διαβάστε επίσης
Νόσος Αλτσχάιμερ: H αδιόρατη αλλαγή στην ομιλία που μαρτυρά τη φθορά του νου
Αυτισμός: Γιατί κάποια άτομα στο φάσμα δεν μπορούν να μιλήσουν – Με ποιο τρόπο επικοινωνούν
