Könnte ein Computer Demenz und die Alzheimer-Krankheit erkennen?-Ein neues, von Forschern entwickeltes Instrument hat das Potenzial, die Diagnose von Alzheimer zu automatisieren und das Verfahren möglicherweise online zu verlagern.
Die Diagnose der Alzheimer-Krankheit ist ein zeit- und kostenaufwändiger Prozess. Kliniker müssen nach umfangreichen persönlichen neuropsychologischen Tests jede Antwort akribisch aufschreiben, untersuchen und analysieren. Forscher der Universität Boston haben jedoch eine brandneue Technologie entwickelt, mit der das Verfahren automatisiert und schließlich auch online durchgeführt werden kann. Ihr Computermodell, das auf maschinellem Lernen basiert, kann kognitive Beeinträchtigungen anhand von Audioaufnahmen neuropsychologischer Tests erkennen, ohne dass eine persönliche Sitzung erforderlich ist. Ihre Forschungsergebnisse wurden in der Zeitschrift Alzheimer’s Association, Alzheimer’s & Dementia, veröffentlicht.
Ioannis Paschalidis, Distinguished Professor of Engineering am BU College of Engineering und Mitautor der Forschungsarbeit, fügt hinzu: “Diese Technik bringt uns der Frühintervention einen Schritt näher. Sie kann als Grundlage für ein Online-Tool dienen, das alle Menschen erreichen und die Zahl der Menschen, die sich frühzeitig untersuchen lassen, erhöhen könnte, behauptet er. Größere klinische Studien, die sich auf Menschen im Frühstadium der Krankheit konzentrieren, könnten durch eine schnellere und frühere Erkennung der Alzheimer-Krankheit vorangetrieben werden und möglicherweise klinische Interventionen ermöglichen, die den kognitiven Abbau verlangsamen.
Die Framingham Heart Study, eine seit langem laufende, von der BU geleitete Initiative zur Untersuchung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen und anderen physiologischen Zuständen, stellte dem Forschungsteam Audioaufnahmen von neuropsychologischen Interviews mit über 1.000 Teilnehmern zur Verfügung, um ihr Modell zu trainieren. Sie ließen ihre Software die Interviews transkribieren und dann mit Hilfe automatischer Internet-Spracherkennungstools – man denke nur an “Hey, Google!” – und einem maschinellen Lernansatz, der als natürliche Sprachverarbeitung bekannt ist und Computern beim Verstehen von Text hilft, in Zahlen kodieren. Anhand von demografischen Informationen, Textkodierungen und tatsächlichen Diagnosen von Neurologen und Neuropsychologen wurde ein endgültiges Modell trainiert, um die Wahrscheinlichkeit und den Grad der kognitiven Beeinträchtigung einer Person zu bewerten.
Laut Paschalidis war das Modell in der Lage, mit hoher Genauigkeit zwischen gesunden Menschen und Menschen mit Demenz zu unterscheiden sowie Unterschiede zwischen Menschen mit moderater kognitiver Beeinträchtigung und Demenz zu erkennen. Es stellte sich auch heraus, dass der Inhalt dessen, was die Personen sagten, entscheidender war als die Tonqualität der Aufnahmen und die Art und Weise, wie sie sprachen – ob sie schnell sprachen oder ständig stockten.
Paschalidis, der auch der neue Direktor des Rafik B. Hariri Institute for Computing and Computational Science & Engineering der BU ist, sagt: “Es hat uns überrascht, dass der Sprachfluss oder andere Audiomerkmale nicht so entscheidend sind; man kann Interviews recht gut automatisch transkribieren und sich auf die Textanalyse durch KI verlassen, um kognitive Beeinträchtigungen zu beurteilen.” Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ihre Methode Ärzten bei der Erkennung kognitiver Beeinträchtigungen anhand von Audioaufnahmen helfen könnte, einschließlich solcher von virtuellen oder telemedizinischen Besuchen, aber das Team muss seine Schlussfolgerungen noch anhand anderer Datenquellen testen.
Screening vor dem Auftreten von Symptomen
Könnte ein Computer Demenz und die Alzheimer-Krankheit erkennen?-Das Modell gibt auch Aufschluss darüber, welche Aspekte des neuropsychologischen Tests für die Feststellung einer kognitiven Beeinträchtigung entscheidender sein könnten als andere. Die klinischen Tests, die durchgeführt wurden, werden im Modell des Forschungsteams dazu verwendet, die Prüfungsprotokolle in verschiedene Teile zu unterteilen. So wurde beispielsweise festgestellt, dass der Boston Naming Test, bei dem die Patienten ein Bild mit einem einzigen Wort identifizieren sollen, für die korrekte Diagnose von Demenz am nützlichsten ist. Infolgedessen, so spekuliert Paschalidis, “könnten Kliniker in der Lage sein, ihre Ressourcen so einzuteilen, dass sie mehr Untersuchungen durchführen können, noch bevor die ersten Symptome auftreten”.
Forscher, die an Behandlungen arbeiten, um den Verlauf der Alzheimer-Krankheit zu verzögern und zu verhindern, sind auf die frühzeitige Erkennung von Demenz angewiesen, nicht nur um Patienten und ihren Betreuern die Möglichkeit zu geben, einen wirksamen Plan für Behandlung und Unterstützung zu entwickeln. Paschalidis: “Unsere Modelle können Ärzten dabei helfen, Patienten hinsichtlich ihres Potenzials für einen kognitiven Verfall zu bewerten und dann die Ressourcen angemessen auf sie zuzuschneiden, indem sie weitere Tests bei Personen durchführen, die eine höhere Wahrscheinlichkeit für eine Demenzerkrankung haben.”
Möchten Sie an dem Forschungsprojekt teilnehmen?
Das Studienteam sucht Teilnehmer, die einen Online-Fragebogen und einen anonymen kognitiven Test ausfüllen. Die Ergebnisse werden zur Erstellung maßgeschneiderter kognitiver Bewertungen verwendet und helfen dem Team auch bei der Verbesserung seines KI-Modells.
