AI spojrzy ci w oczy i oceni czy jesteś chory. Niesamowity wynalazek polskich naukowców

Badanie przeprowadzone przez zespół z Akademii Leona Koźmińskiego pokazuje, że analiza ruchów naszych gałek ocznych może być cennym źródłem informacji o stanie psychicznym. W eksperymencie wzięło udział 101 osób – część z nich miała zdiagnozowaną depresję, część cierpiała na lęk społeczny, a pozostali byli zdrowi i stanowili tzw. grupę kontrolną.

Każdy z uczestników oglądał przez 10 sekund zdjęcia twarzy o różnych wyrazach emocji. W tym czasie specjalne okulografy – czyli urządzenia śledzące ruchy gałek ocznych – rejestrowały, jak i gdzie patrzy dana osoba. W efekcie powstały tzw. „ścieżki spojrzeń” – graficzne zapisy tego, jak nasze oczy reagują na różne emocje. Te dane trafiły następnie do głębokich konwolucyjnych sieci neuronowych – czyli systemów sztucznej inteligencji, które uczą się rozpoznawać wzorce w danych wizualnych.

Okazuje się, że osoby z depresją często skupiają wzrok na negatywnych bodźcach, np. smutnych czy zagniewanych twarzach. Z kolei osoby z lękiem społecznym „hiperskanują” – dokładniej i dłużej analizują twarze innych, co może być objawem ich wewnętrznego napięcia i nadwrażliwości na sygnały społeczne. To różnice, które trudno wychwycić gołym okiem, ale algorytmy sztucznej inteligencji są w stanie je dostrzec.

Nasza metoda osiąga dokładność nawet do 62 proc. w rozróżnianiu pomiędzy osobami zdrowymi, z depresją i z lękiem społecznym – mówi dr Karol Chlasta, współautor badania i ekspert od sztucznej inteligencji z Akademii Leona Koźmińskiego. – Dla samych przypadków depresji i lęku społecznego skuteczność dochodzi do 70 proc. To wynik porównywalny z tradycyjnymi narzędziami diagnostycznymi, ale znacznie szybszy i mniej obciążający dla pacjenta.

Wielką zaletą nowej metody jest jej prostota. Wystarczy zaledwie kilka sekund testu, by uzyskać dane, które mogą być podstawą do dalszej diagnozy. A co więcej – to technologia, którą potencjalnie można przenieść do naszego codziennego życia. Tak jak dziś smartwatch pokazuje nam jakość snu, tętno czy poziom stresu, tak w przyszłości kamera internetowa albo okulary VR mogłyby analizować nasz wzrok i informować nas o kondycji psychicznej.

To może być kolejny etap rozwoju tzw. quantified self – tłumaczy dr Chlasta. – Czyli mierzenia i analizowania swojego organizmu. Tym razem nie tylko pod kątem fizycznym, ale też psychicznym. Tak jak wykres kroków czy snu w telefonie, w przyszłości możemy mieć wykres naszego dobrostanu psychicznego.

Więcej na Spider's Web:

To jednak nie koniec prac polskich badaczy. Karol Chlasta prowadzi też badania nad analizą głosu w kontekście diagnostyki psychicznej i neurologicznej. I znów – nie chodzi tu o to, co mówimy, ale jak mówimy. Okazuje się, że wczesne objawy depresji czy chorób neurodegeneracyjnych mogą objawiać się drobnymi zmianami w artykulacji, tempie mowy, długości pauz czy wysokości głosu.

Można to porównać do komputera, który zaczyna działać wolniej, kiedy jest przeciążony – mówi badacz. – W podobny sposób nasz mózg może mieć trudności z przełączaniem się między zadaniami, co wpływa na sposób, w jaki mówimy. Dla człowieka to często niezauważalne, ale sztuczna inteligencja potrafi wyłapać te zmiany nawet z krótkiego nagrania.

To otwiera drogę do stworzenia całych systemów diagnostycznych, które będą działać w tle – bez potrzeby specjalnych testów czy wizyt lekarskich. Wystarczy rozmowa z asystentem głosowym albo wideorozmowa ze znajomym, by system mógł zauważyć niepokojące sygnały i zasugerować kontakt z lekarzem.

Depresja i lęk społeczny to jedne z najczęstszych zaburzeń psychicznych, a liczba osób nimi dotkniętych wciąż rośnie. WHO przewiduje, że do 2030 r. depresja będzie najczęściej diagnozowaną chorobą na świecie. W Polsce cierpi na nią już około 4 mln osób, choć wiele przypadków pozostaje niezauważonych. Głównie dlatego, że ich wczesne wykrycie jest trudne i czasochłonne.

Tymczasem badania dr. Chlasty wskazują, że analiza ruchów gałek ocznych może dostarczyć cennych informacji o stanie psychicznym – i stanowić dla nas pierwszy sygnał, że warto skonsultować się z lekarzem. 

Żeby jednak takie rozwiązania jak eye-tracking i inne oparte o AI, mogły trafić do powszechnego użytku, konieczna jest kontynuacja badań, a także zmiany systemowe. Dr Chlasta wskazuje, że możliwe byłoby zastosowanie tej technologii w szerszym systemie umożliwiającym monitorowanie stanu zdrowia psychicznego pacjentów - czy to na skalę całego systemu opieki zdrowotnej, czy też np. na poziomie jednej kliniki, która mogłaby stale oceniać stan zdrowia jej pacjentów.

Możliwe byłoby nawet indywidualne użycie za pomocą laptopa z kamerą internetową i mikrofonem, okularów VR lub smartfona. 

Aby stworzyć dobrze działający model, potrzebne są jednak dodatkowe dane. Systemowo jednak nie są one zbierane, a placówki medyczne również ich nie gromadzą. Dodatkowo, społeczne zaufanie do sztucznej inteligencji wciąż jest niskie, a ludzie podchodzą do przekazywania swoich danych z pewną dozą niepewności. Prawda jest jednak taka, że bez dodatkowych danych nie będzie nam łatwo wyjść poza warunki laboratoryjne, a bez kolejnych analiz nie uda się nam przeprowadzić demonstracji prototypu tej nowej technologii w warunkach operacyjnych – tłumaczy dr Karol Chlasta. 

Oczywiście – to wszystko wciąż w fazie badań. Dokładność na poziomie 62–70 proc. to jeszcze nie poziom kliniczny, który umożliwia stawianie jednoznacznych diagnoz. Ale dla badań przesiewowych, czyli pierwszego etapu wykrywania problemów, to wynik więcej niż obiecujący. Zwłaszcza, że test trwa dosłownie chwilę i nie wymaga żadnego wysiłku ze strony pacjenta.

Co więcej – sztuczna inteligencja nie ocenia, nie ma uprzedzeń, nie „ma gorszego dnia”. Jej analiza jest zawsze taka sama, oparta wyłącznie na danych. W połączeniu z ludzkim lekarzem może być więc niezwykle silnym narzędziem w walce z chorobami psychicznymi i neurologicznymi, które często rozwijają się po cichu i przez długi czas pozostają niezauważone.

Możliwe, że już za kilka lat nasz smartwatch nie tylko przypomni nam o spacerze, ale też zasugeruje, byśmy porozmawiali z psychologiem. I zrobi to nie dlatego, że „czujemy się gorzej”, ale dlatego, że coś w naszym spojrzeniu czy głosie zaczyna przypominać wczesne objawy depresji albo Alzheimera.

Czy jesteśmy na to gotowi? To pytanie bardziej filozoficzne. Ale jedno jest pewne – technologia już dziś potrafi spojrzeć nam w oczy i dostrzec to, czego my sami jeszcze nie widzimy.