Riziko Parkinsonovy choroby odhalí AI pomocí pouhých dvou vět

Domácí diagnostika

Počítačoví vědci z University v Rochesteru vyvinuli screeningový nástroj založený na řečové analýze a vedený umělou inteligencí. Tento typ domácí diagnostiky by mohl uživatelům pomoci posoudit, zda nevykazují známky Parkinsonovy choroby (PD).

Ve studii odborníci využili rozsáhlý soubor dat 1306 účastníků, včetně 392 jedinců s diagnózou PD. Jednalo se o osoby pobývající v různých prostředích (doma, v pečovatelských centrech, na klinikách), což bylo důležité kvůli různorodosti charakteristik řeči. 

Každý účastník byl nahráván webovou kamerou, zatímco recitoval anglický pangram –⁠ frázi, která obsahuje všechna písmena abecedy daného jazyka. Jednalo se o dvě krátké věty o rychlé lišce a líném psovi (The quick brown fox jumps over the lazy dog. The dog wakes up and follows the fox into the forest, but again the quick brown fox jumps over the lazy dog.) Výzkumníci využili 3 různá nahrávací prostředí, která se vzájemně lišila z hlediska okolního hluku a nastavení sběru dat. 

Detekce jinakosti

Nástroj na screening PD byl s využitím pokročilých řečových modelů vytrénován na milionech digitálních zvukových nahrávek a nyní dokáže z pouhých dvou vět shromáždit dostatek varovných indicií. Přesnost modelu dosahovala v pilotní studii téměř 86 %.

„Tyto zvukové modely jsou trénované k tomu, aby chápaly, jak řeč funguje. To, jak hovoří někdo s Parkinsonovou chorobou, jaké vydává zvuky, zadrhává se, dýchá a neúmyslně přidává do mluvy rysy nesrozumitelnosti, bývá odlišné od řeči osoby bez tohoto onemocnění," řekl Abdelrahman Abdelkader, jeden z autorů studie.

Upřesnil, že pokud člověk před počítačem s webovou kamerou a aktivním screeningovým webovým rámcem řekne pangram, a v určitých bodech se jeho mluva mění či vytrácí, model toto zachytí a upozorní na to.

Zapojení řečových rozhraní

Parkinsonova choroba je obvykle diagnostikována komplexním hodnocením motorických příznaků a za pomoci rodinné anamnézy, neurologických vyšetření a zobrazením mozku. I když autoři studie zdůrazňují, že jejich nástroj založený na umělé inteligenci nenahrazuje klinickou diagnózu, vidí jej jako rychlý, nenáročný a dostupný způsob, jak vytipovat osoby s jistou mírou rizika PD.

Ehsan Hoque, profesor katedry informatiky Univerzity v Rochesteru říká, že se souhlasem uživatelů by široce používaná řečová rozhraní, jako je například Amazon Alexa nebo Google Home, mohla potenciálně pomoci svým uživatelům poznat, zda by měli vyhledat další vyšetření pro vyloučení PD.

Parkinsonova choroba je však mnohostranné onemocnění, a přestože u některých lidí se projevují jeho příznaky při řeči, u jiných se mohou odrazit v motorice nebo ve výrazu obličeje. A právě kombinace více takových indikátorů a jejich posouzení AI přinášejí zatím nejlepší výsledky, upřesňují autoři studie.

„Výzkum ukazuje, že téměř 89 % lidí s Parkinsonovou chorobou má deformitu hlasu. To činí řeč silným výchozím bodem pro digitální screening. Kombinací této metody s hodnocením dalších příznaků, například výrazem tváře účastníka na videu, může být náš široce přístupný screeningový proces úspěšný,“ říká doktorand katedry informatiky Tariq Adnan, který se na studii rovněž podílel.

Prostor pro zpřesnění

Autoři uvedli i jistá omezení nástroje AI. Například fungoval dobře u mužů mladších 51 let a starších 72 let –⁠ pravděpodobně kvůli výraznějším rysům PD v těchto věkových skupinách.

Analýza respondentů nacházejících se věkově mezi těmito milníky však činila umělé inteligenci potíže. Řečové vzorce v této střední věkové skupině jsou méně zřetelné, pravděpodobně kvůli fyziologickým změnám, které jsou pro model hůře interpretovatelné. Jemné změny v řeči v tomto věkovém rozmezí mohou odrážet jak rysy související s PD, tak další faktory stárnutí, což modelu ztěžuje rozlišení skutečného zdroje odchylek.

U žen byla detekována vyšší míra chybovosti AI ve skupině nad 72 let, což může být podle autorů studie způsobeno významnými fyziologickými změnami ve vokálních mechanismech, které se v tomto období života vyskytují.

(hno)

Zdroje:

1. Adnan T., Abdelkader A., Liu Z.et al. A novel fusion architecture for detecting Parkinson’s Disease using semi-supervised speech embeddings. NPJ Parkinsons Dis 2025; 11 (1): 176, doi: 10.1038/s41531-025-00956-7.
2. Auburn L. Can Amazon Alexa or Google Home help detect Parkinson’s? University of Rochester 2025 Jul 23. Dostupné na: www.rochester.edu/newscenter/ai-speech-based-screening-parkinsons-disease-661062/
3. Dorsey E. R., Constantinescu R., Thompson J. P. et al. Projected number of people with Parkinson disease in the most populous nations, 2005 through 2030. Neurology 2007; 68 (5): 384–386, doi: 10.1212/01.wnl.0000247740.47667.03.