Жеңил когнитивдүү бузулуулар, кадимки карылыкка караганда когнитивдүү төмөндөө байкалган, бирок күнүмдүк жашоонун ар бир чөйрөсүн оор түрдө бузбаган аралык этап катары кабыл алынат. Бул этап кээ бир адамдарда деменция же Альцгеймер оорусуна өтүшү мүмкүн болгондуктан, эрте аныктоо маанилүү. Бирок жеңил когнитивдүү бузулуулар ар дайым оңой байкалбайт.

Serli Kopar жана анын кесиптештери тарабынан жүргүзүлгөн бул изилдөө когнитивдик тесттердин жыйынтыктары жана жеңил когнитивдик бузулуулар тууралуу белгилерден сүйлөө транскрипцияларын аныктоого болобу изилдейт. Изилдөөчүлөр немис тилинде сүйлөгөн улгайган катышуучулардын 5,754 нейропсихологиялык баалоо жазууларын колдонушкан. Сапатты көзөмөлдөө жана четтетүү этаптарынан кийин, анализ 593 катышуучу катышкан 959 сессияда жүргүзүлөт.

Иштин күчтүү жагы, жөн эле «кыйынбы, өнөк-сааматпы?» деген эки категориялуу классификацияга көңүл бурбайт. Анын ордуна ал когнитивдик баалоо упайларын үч деңгээлде карайт:

1. Жеке тест баллдары
2. Сезимталдык чөйрөсүнүн упайлары
3. Жалпы когнитивдик абалдын упайлары жана MCI классификациясы

Жыйынтыктар сүйлөшүү өзгөчөлүктөрү менен когнитивдик упайлардын байланышта болушу мүмкүн экенин көрсөтөт. Бирок бул байланыш колдонулган сүйлөшүү тапшырмасынын түрүнө жана максатталган упай деңгээлине жараша өзгөрөт. Ачык аягындагы сүйлөшүү тапшырмалары айрым өзгөчө когнитивдик процесстерди күчтүү кармайт, ал эми структураланган кыска сканерлөө тапшырмалары жалпы когнитивдик абалга көбүрөөк шайкеш сигналдар бере алат.

Маселе эмне?

Когнитивдик ден соолукту баалоодо адатта стандарттык тест батареялары колдонулат. Мисалы, CERAD+ сыяктуу нейропсихологиялык тесттер тилди, эсте сактоону, аткаруучу функцияларды жана визуалдык-мейкиндиктүү жөндөмдөрдү өлчөө аракетин кылат. MMSE сыяктуу кыскараак скрининг тесттери болсо клиникада тез жалпы баалоону камсыздайт.

Акыркы жылдары сүйлөм талдоосу ушул тесттерге жардам бере алган бир тармак катары алдыга чыкты. Анткени сүйлөм сөз табуу, агымдуулук, үн туруктуулугу, темп, дем контролу жана мотор сүйлөм түзүлүшү сыяктуу көптөгөн когнитивдик жана физиологиялык элементтерди чагылдырылышы мүмкүн.

Бирок учурдагы изилдөөлөрдүн олуттуу чектөөлөрү бар:

• Көпчүлүк изилдөөлөр Alzheimer оору менен саламат көзөмөл арасында экилик классификацияга көңүл бурушат.
• Жеңил когнитивдик бузулуулар сыяктуу тунук жана эрте стадиядагы өзгөрүүлөрдү кармап калуу кыйын болот.
• Изилдөөлөр адатта англисче негизделген маалымат топтомдоруна таянып жүргүзүлөт.
• Клиникалык сынак упайлары көп учурда түз жана көзкарандысыз максаттар сыяктуу каралат.
• Ал эми когнитивдик баалоо системасы иерархиялык түзүлүшкө ээ: жеке тесттер, когнитивдик чөйрөлөр жана жалпы упайлар өз ара байланышкан.

Бул макала сүйлөө мүнөздөмөлөрү бул иерархиялык түзүлүштө кантип аракеттенерин түшүнүүгө аракет кылат.

Метод эмне сунуш кылат?

Изилдөөчүлөр немецче сүйлөгөн карылардын катышуучуларынан алынган сүйлөшүү жазууларын колдонушот. Маалымат TREND изилдөөсүнөн алынган жана бир MMSE сканирлөө тапшырмасы менен беш CERAD+ тапшырманы камтыйт.

Сыналган тапшырмалар мыналар:

• MMSE: Mini Mental State Examination, кыскача когнитивдик скрининг
• RW: Word List Recognition, сөз тизмесин таануу
• BNT: Boston Naming Test, нерсе/форма аташтыруу
• RL: Word List Recall, сөз тизмесин эскерүү
• VF: Verbal Fluency, тийгизүүчү сөздүүлүк
• PF: Phonemic Fluency, фонемалык агымдуулук

Изилдөөчүлөр бул милдеттерден алынган сүйлөшүү жазууларынан эки негизги түрдөгү өзгөчөлүктөрдү чыгарышат:

1. Кол менен жасалган акустикалык өзгөчөлүгү
Булар eGeMAPS деп аталган, үн изилдөөлөрүндө колдонулган өзгөртүлө турган акустикалык өзгөчөлүктөр. Үн бийиктиги, үн туруктуулугу, спектралдык ийилүү, форманттик тилкелердин туурасы жана ушуга окшош өлчөмдөрдү камтышы мүмкүн.

2. Өзүн-өзү көзөмөлдөгөн үйрөнүү өкүлчүлүктөрү
wav2vec 2.0 жана HuBERT сыяктуу чоң үн моделдеринен алынган андан да абстракттуу сүйлөм көрсөтмөлөрү колдонулат. Бул моделдер үн сигналынан татаалдашкан үлгүлөрдү үйрөнө алышат.

Макала кийинчерээк бул сүйлөө мүнөздөмөлөрүн үч деңгээлдеги когнитивдик максаттар менен байланыштырат:

1-деңгээл – Жекече тест упайлары
Мисалы, фонемдик агымдуулук тестиндеги жарактуу сөздөрдүн саны.

2-деңгээл – Когнитивдик домен упайлары
Тил, эс, аткаруучу функция жана визуалдык-пространстволук жөндөм сыяктуу бириккен чөйрөлөр.

3-деңгээл – Жалпы когнитивдик абал
CERAD+ жалпы упайы, чекке коюлган CERAD+ жыйынтыгы жана жеңил когнитивдик бузулуу абалы.

Ошентип, изилдөөчүлөр ушул суроого көбүрөөк кенен жооп издешет:

Сүйлөө өзгөчөлүктөрү бир гана тест баллынбы чагылдырбайт же жалпы когнитивдик саламаттык жөнүндө да маалымат береби?

Формулалар эмне айтып жатат?

Макала терең математикалык формулаларга таянган изилдөө эмес. Ал көбүрөөк маалыматтарды иштетүү, өзгөчөлүктөрдү чыгаруу, моделдөө жана текшерүү агымына негизделген.

Окуучу үчүн негизги өлчөө логикасы мындай:

Pearson korelasyonu
Туруктуу балл болжолдоолорунда моделдин болжолдогон баасы менен чыныгы когнитивдик тесттин баасы арасындагы байланыш өлчөлөт. Баа жогорулаган сайын моделдин баллдык рейтингди жакшыраак кармай турганы кабыл алынат.

Balanced accuracy
Экилик классификацияларда, мисалы MCI бар/жок айырмалоодо колдонулат. Бул критерий, класстар теңсиз болгондо, адилеттүүраак иштөө көрсөткүчү болушу мүмкүн.

Nested cross-validation
Модель тандоону жана аткарууну өлчөөнү бирдей маалыматка ашыкча ылайыкташтырбоо үчүн ич ара кросс-тексерүү колдонулат. Мындан тышкары катышуучулардын окутуу жана тест бөлүктөрү аралашпоо үчүн, subject-disjoint, башкача айтканда, адамдык негизде бөлүү жүргүзүлгөн. Бул маанилүү; анткени бир адамдын жазуулары окутуу жана тестте бир эле учурда болсо, модель адамга өзгөчө үн мүнөздөмөлөрүн үйрөнүп, көңүлдү алдай тургандай жакшы болуп көрүнүшү мүмкүн.

Бул ыкмалардын негизги билдирүүсү төмөнкүчө:

Иштөө өнөрүн бир моделди гана даярдоо жана жыйынтыкты баяндоо менен чектелбейт; катышуучуларды бөлүү, сапатты текшерүү жана көз карандысыз hold-out тест топтому менен жыйынтыктардын жалпыланышына көз салууну көздөйт.

График / Таблица / Диаграмма Негизги Билдирүү

1-Фигура – Иштөө агымы жана когнитивдик упай иерархиясы
Макаладагы биринчи диаграмма сүйлөө жазуулары кантип иштетилерин жана үч деңгээлдүү когнитивдик максаттар менен байланыштырылганын көрсөтөт. Маалыматтарды чогултуу, алдын ала иштетүү, күнкөрүү, өзгөчөлүктөрдү алуу жана иерархиялык баалоо кадамдары визуалдаштырылган. Негизги билдирүү — сүйлөө өзгөчөлүктөрү бир диагностикалык белги үчүн эмес, клиникалык баалоо иерархиясынын ар кандай деңгээлдери үчүн өзүнчө текшерилет.

2-сүрөт – Жеке тест упайларын баалоо
Бул жылуулук картасы ар кандай сүйлөм өзгөчөлүктөрү MMSE жана CERAD+ субтестти баалоо көрсөткүчтөрүн канчалык жакшы болжолдой аларын көрсөтөт. Негизги билдирүү мындай: HuBERT сыяктуу өзүн-өзү көзөмөлдөө менен алынган тажрыйбалык өкүлдүктөр, жалгыз тесттин көрсөткүчтөрүндө адатта кол менен иштелген акустикалык өзгөчөлүктөрдөн жакшыраак натыйжа чыгарат. Мындан тышкары, ачык тапшырмаларда, өзгөчө фонемалык агымдуулук сыяктуу тапшырмаларда болжондо күчкө ээ болот.

Сүрөт 3 – Билим чөйрөсүнүн баллынын баалоосу
Бул график тил, эс, аткаруучу функция жана көрүү-мейкиндиктик чөйрөлөрдүн сүйлөө өзгөчөлүктөрү аркылуу канчалык болжолдонушу мүмкүн экенин көрсөтөт. Тил жана эстутум сыяктуу сүйлөөгө түздөн-түз байланыштуу чөйрөлөрдө натыйжалар күчтүүрөк көрүнөт. Көрүү-мейкиндиктик жана аткаруучу функция сыяктуу сүрөт тартууга негизделген чөйрөлөрдө көрсөткүч төмөндөйт; бирок айрым сүйлөө тапшырмалары дагы деле бул чөйрөлөр менен чектелген деңгээлде байланышта болуусу мүмкүн.

Фигура 4 – Иерархиялык деңгээлдер арасындагы көрсөткүчтүн өзгөрүшү
Бул график жалгыз тесттен алынган упайдан жалпы упайга чейин аткаруунун кантип өзгөргөнүн көрсөтүп турат. Негизги билдирүү өтө маанилүү: Ачык аягындагы тапшырмалар өзгөчө когнитивдик процесстерди жакшы камтыйт, бирок жалпы упайга жеткенде таасири азайып баратат. Андан тышкары, структураланган тапшырмалар жалпы упай деңгээлинде күчтүү боло алат.

Сүрөт 5 – K052 классификациясында маанилүү үн өзгөчөлүктөрү
Бул график эң мыкты классификация моделинде кайсы акустикалык касиеттер эффективдүү экенин көрсөтөт MCI. MCI менен байланышкан жагында, төмөн жыштыктагы спектралдык эңкейүү өзгөрмөлүүлүгү жана F0, башкача айтканда, негизги жыштык туруксуздугу айырмаланат. Бул вокалдык мотордук көзөмөл жана фонациянын туруктуулугу менен байланышкан белгилер жеңил когнитивдик бузулууларга себеп болушу мүмкүн экенин көрсөтөт.

Таблица 2 – Иң мыкты моделдердин hold-out көрсөткүчү
Таблица эң мыкты моделдердин өнүктүрүү топтомундагы көрсөткүчтөрү көзкарандысыз K032 топтомунда да чоң өлчөмдө сакталганын көрсөтөт. Мисалы, фонемалык агымдуулук баллында K055 + K040 модели өнүктүрүү топтомунда 0.85, K032 топтомунда 0.80 корреляция берип жатат. K052 классификациясында болсо K046 жазууларынан алынган K038 All өзгөчөлүктөрү өнүктүрүү топтомунда болжол менен 0.62, K032 топтомунда 0.63 тең салмактуу тактыкты камсыз кылат.

Тажрыйбалар кандай жасалган?

Изилдөө башында 5,754 немис нейропсихологиялык баалоо жазууларын колдонгон. Сапатты көзөмөлдөө баскычында жергиликтүү эмес сүйлөгөндөр, толук эмес профилдер, диагностикалык дал келбестиктер жана акустикалык сапат маселелери четтетилген. Акыркы анализ 593 катышуучунун ичинен 959 сессияда жүргүзүлгөн.

Изилдөөчүлөр жазуу сапаты үчүн убакыт, энергия, санариптик кесилүү жана сигнал-шум катышы сыяктуу критерийлери колдонушкан. Ошондой эле сүйлөгөн адамдарды айырмалоо жана алдын ала иштетүү үчүн оптималдаштырылган түртмө түзүлгөн.

Өзгөчөлүк чыгаруусу эки ар башка үн агымдары аркылуу жасалган:

Prosody-Preserved агым
Убакытты жана сүйлөө түзүлүшүн сактоо үчүн колдонулган. Прозоди өзгөчөлүктөрү ушул жерден алынган.

Concatenated Flow
Катышуучулардын сүйлөө бөлүктөрү бириктирилген. Алыккан үн сапаты өзгөчөлүктөрүнүн көбүрөөк алынышын камсыз кылган.

Өзгөчөлүк топтору төмөнкүлөр:

• EG Prosody
• EG V-Qual
• EG All
• wav2vec 2.0
• HuBERT

Моделдөө үчүн Ridge regression, SVM/SVR жана XGBoost сыяктуу ыкмалар колдонулган. Иргөө комплектинде 5 × 3 nested cross-validation колдонулган. Акырында тандап алынган моделдер көзкарандысыз hold-out комплектинде сыноодон өткөн.

Натыйжалар эмне көрсөтүп жатат?

Изилдөөнүн жыйынтыктарын бир жөнөкөй жыйынтыкка келтирүүгө болбойт; Анткени аткаруу сүйлөө тапшырмасынын түрүнө жана максаттуу балл деңгээлине жараша өзгөрөт.

Жекече тест деңгээлинде HuBERT көзгө урунат. Өзгөчө ачык жооптуу тапшырмаларда күчтүү натыйжалар байкалат. Фонемикалык агымдуулук тапшырмасында HuBERT менен корреляцияны өнүктүрүү комплектинде болжол менен 0.85ке, hold-out комплектте 0.80ге жетет.

Билим берүү багытынын деңгээлинде HuBERT дагы күчтүү көрүнөт. Тил багыты үчүн фонемалык агымдык жазуулар менен HuBERT моделин өнүктүрүү топтомунда болжол менен 0.70, hold-out топтомунда 0.68 корреляция көрсөтөт. Бул сүйлөмдүн көрүнүштөрү, айрыкча тилге байланыштуу билим берүү багыттары менен байланыша аларын көрсөтөт.

Жалпы когнитивдик упай деңгээлинде натыйжалар милдеттин түрүнө жараша айырмаланып турат. Ачык аягындагы милдеттер, мисалы фонемикалык жана вербалдык агымдуулук, жалгыз тестте күчтүү болгону менен, жалпы упайга жеткенде алардын аткаруусу төмөндөгөнү байкалат. Изилдөөчүлөр муну “specialist” же эксперттик милдет жүрүм-туруму деп түшүндүрүшөт. Бул милдеттер белгилүү бир когнитивдик процессти жакшы кармайт; бирок жалпы когнитивдик саламаттык көптөгөн аймактарды камтыргандыктан сигнал сейрек болот.

Ага карабастан, MMSE жана сөздөрдү таануу сыяктуу структураланган тапшырмаларда жалпы деңгээлге чыккан сайын аткарылыш күчөйт. Бул да “generalist” деген жалпы милдеттик жүрүм-турум катары түшүндүрүлөт. Бул тапшырмалар бир чоң өзгөчө процессти күчтүү кармай албаса да, жалпы когнитивдик абалга кеңири байланышта болушу мүмкүн.

MCI классификациясында кызыктуу бир тескери өзгөрүү бар. Төмөн деңгээлдерде HuBERT сыяктуу SSL өкүлдөөлөр күчтүүрөөк көрүнүп жатканда, MCI классификациясында эң мыкты натыйжа MMSE жазуулардан алынган eGeMAPS All өзгөчөлүктөрү менен алынууда. Бул модельди өнүктүрүү топтомунда болжол менен 0.62, hold-out топтомунда 0.63 balanced accuracy берип жатат.

Бул жыйынтык, талдоого боло турган акустикалык өзгөчөлүктөр клиникалык классификация жагынан дагы деле баалуу болооруна көрсөтүп турат.

Бул Эмне Үчүн Маанилүү?

Бул изилдөө сүйлөө анализин когнитивдик саламаттыкты баалоодо жөн гана "ооруп же ден-соолук?" деген суроого гана чектелбеши керектигин көрсөтөт.

Бир адамдын сүйлөгөн сөзүндөгү акустикалык өзгөчөлүктөр; кээ бир тапшырмаларда сөз өндүрүү, кээ бир тапшырмаларда эстутум, кээ бир тапшырмаларда жалпы когнитивдик абал жөнүндө ар кандай деңгээлдеги жоромолдорду бере алат. Ошондуктан кайсы сүйлөө тапшырмасы кайсы когнитивдик максатка байланыштуу экенин билүү маанилүү.

Изилдөөнүн маанилүү салымдарынан бири – сүйлөө тапшырмаларын эки ар кандай мүнөздө карашы.

Адистин милдеттери
Ачык аякка чыккан жана чыгармачыл тапшырмаларды билдирет. Мисалы, фонемалык жандуулук. Айрым когнитивдик процесстерди күчтүү кармай алат; бирок жалпы баллга келсек, таасири азайышы мүмкүн.

Жалпы милдеттер
Мындан ары тузулган жана кыска сканердөө тапшырмалары. Жалгыз деңгээлде абдан күчтүү көрүнбөйт; бирок жалпы когнитивдик абал менен туруктуу байланыш бере алат.

Бул айырма, келечекте сүйлөмгө негизделген когнитивдик көзөмөл системаларын долбоорлоодо маанилүү болушу мүмкүн. Бир үндүн жазуусунан так диагнозду күтпөстөн, кайсы тапшырма кайсы когнитивдик деңгээлди жакшыраак чагылдырганы эске алынууга тийиш.

Назар салуу пункттары

Бул иш аракеттүү болуп көрүнгөнү менен түз клиникалык диагноздоо куралы катары түшүнүлбөшү керек.

Алгач, изилдөө бир гана немис тилин билген топко чектелген. Натыйжалар түрк, англис же башка тилдерде да ошол эле өзгөрбөс экендиги кошумча текшерилиши керек.

Экинчи болуп, социодемографиялык жана жашоо образынын өзгөрүүлөрү изилдөөгө толук кошулган эмес. Билим деңгээли, саламаттык абалы, жашоо шарттары, аймактык акценттер жана сүйлөө адаттары үн өзгөчөлүктөрүнө таасир этиши мүмкүн.

Үчүнчүдөн, MCI классификациясынын натыйжалуулугу чектелүү. Hold-out топто 0.63 тең салмактуу тактык, изилдөө жагынан маанилүү сигнал болушу мүмкүн; бирок бул жалгыз клиникалык чечим кабыл алуу үчүн жетишсиз.

Төртүнчүдөн, үн өзгөчөлүктөрү когнитивдик абалдан башка көптөгөн факторлор менен да таасирлениши мүмкүн: жашы, үн жиптери, дем алуу, стресс, чарчоо, дары-дармек колдонуу, микрофондун сапаты жана жаздыруу чөйрөсү.

Бешинчи катары сүйлөө маалыматтары сезгич саламаттык маалыматы катары каралышы керек. Мындай системаларда ачык макулдук, маалымат коопсуздугу, анонимдештирүү жана клиникалык жоопкерчилик чөйрөсү талап кылынат.

Жыйынтык

Бул макалада сүйлөө жазуулары жеңил когнитивдик бузулуу жана когнитивдик тест жыйынтыктары менен байланышкан сигналдарды алып жүрүшү мүмкүн экенин көрсөтөт. Бирок бул мамиле жөнөкөй эмес. Сүйлөө тапшырмасы ачык же түзүмдүүбү, максат жеке тест упайы же жалпы когнитивдик абалы болобу, жана колдонулган өзгөчөлүктөрдүн түрү натыйжага олуттуу таасир этет.

K040 сыяктуу өзүн-өзү көзөмөлдөгөн үн көрсөтмөлөрү, айрыкча бирдиктеш тестте жана айрым когнитивдик аймак баллдарында күчтүү көрсөткүчтөрдү камсыз кылат. Андан айырмаланып, K052 классификациясында түшүндүрүлө турган K038 өзгөчөлүктөрү жакшы натыйжа берет. Бул клиникалык сүйлөм талдоо учурунда күчтүү жасалма интеллект көрсөтмөлөрү менен түшүндүрүлө турган акустикалык өлчөмдөрдү комплекстүү кароо зарылдыгын көрсөтөт.

Verianla боюнча макаланын негизги билдирүүсү төмөнкүдөй:

Үнүбүз когнитивдик ден соолугубуз тууралуу белгилерди алып жүрүшү мүмкүн, бирок бул белгилер диагноз катары эмес, клиникалык баалоону колдой турган этияттык жана тастыкталган кошумча сигналдар катары каралышы керек.

Булак жана ыкма эскертмеси

Бул мазмұн, Serli Kopar, Roshan Prakash Rane, Christian Mychajliw, Lydia Federmann, Gerhard Eschweiler, Daniela Berg, Sam Gijsen, Paula Andrea Perez-Toro жана Kerstin Ritter тарабынан даярдалган “Beyond Binary: Speech Representations Across the Cognitive Score Hierarchy” аттуу илимий эмгектен пайдаланып, Verianla редакциялык форматында оригиналдуу түрдө даярдалган.

Бул макала сөзмө-сөз котормо эмес; макаладагы ыкма, маалыматтар жыйнагы, диаграммалар, таблицалар, моделдөө ыкмасы жана жыйынтыктар жөнөкөйлөтүлүп, түрк тилиндеги окурман үчүн кайра түшүндүрүлгөн. Мазмун билим берүү жана окутуу максатында берилген. Жеңил когнитивдик бузулуулар, K029 оорусу, деменция же башка нейрологиялык абалды диагноздоо үчүн адис дарыгердин баасы жана стандарттык клиникалык тесттер керек.