Diagnosi precoce di depressione o di ansia nei bambini grazie all’Intelligenza Artificiale

IA e diagnosi di ansia e depressione nei bambini

Due recenti studi mostrano che è possibile sviluppare algoritmi di apprendimento automatico (IA o Intelligenza Artificiale) in grado di rilevare i “segni” dell’ansia e della depressione sia nei modelli di movimento che nei modelli di produzione verbale dei bambini piccoli, ciò potrebbe portare a diagnosticare condizioni di sofferenza psicologica altrimenti difficili da individuare e quindi spesso trascurate.

Entrambi gli studi sono stati condotti dallo stesso gruppo di ricerca dell’Università del Vermont. Il primo, relativo all’analisi del movimento è stato pubblicato a Gennaio, mentre il secondo, relativo all’analisi dei contenuti verbali è della fine di Aprile.

L’obbiettivo di questi studi è il medesimo: trovare nuove strategie di diagnosi che siano veloci, economiche ed accurate per i disturbi interiorizzanti (ansia e depressione) nei bambini piccoli.

Circa un bambino su cinque soffre di ansia o di depressione, disturbi noti anche come “disturbi interiorizzanti”.

I disturbi interiorizzanti si differenziano da quelli esternalizzanti (ADHD o Disturbo da Deficit di Attenzione e Iperattività, Disturbo Oppositivo-Provocatorio e Disturbo della Condotta) in quanto questi ultimi sono caratterizzati dal fatto che il disagio del bambino  si riversa verso l’esterno, provocando una situazione di disturbo nel contesto.

Tuttavia, poiché i bambini di età inferiore agli otto anni spesso non riescono ad esprimere con sufficiente chiarezza il loro disagio emotivo, se non quando questo arreca “disturbo” ai grandi, quando la sofferenza è rivolta verso l’interno spesso viene trascurata e quindi non curata.

La diagnosi precoce è dunque fondamentale, soprattutto perché i bambini rispondono bene al trattamento fintanto che i loro cervelli sono ancora in via di sviluppo, al contrario se vengono lasciati senza cure sono statisticamente più a rischio di abusare di sostanze stupefacenti, di sviluppare patologie psichiatriche e di mettere in atto comportamenti suicidari nelle fasi adulte della vita.

È quindi necessario progettare test rapidi, economici ed oggettivi per identificare il prima possibile i soggetti che rischiano di sviluppare disturbi di ansia o di depressione.

Sensori indossabili in grado di rilevare l’ansia nascosta e la depressione nei bambini

Nello studio pubblicato a Gennaio il team di ricerca ha utilizzato un “compito di induzione dell’umore” per suscitare ansia nei 63 bambini (alcuni dei quali erano noti per avere disturbi internalizzanti) che hanno partecipato all’esperimento.

I bambini sono stati condotti in una stanza scarsamente illuminata, mentre il facilitatore ha pronunciato alcune frasi pensate appositamente per generare un clima di ansia anticipatoria, come ad esempio “ho qualcosa da mostrarti” e “stiamo zitti così che non si svegli”.

In fondo alla stanza buia c’era un terrario coperto che il facilitatore ha scoperto, con gesto rapido, lasciando uscire un serpente finto.
I bambini sono stati quindi rassicurati dal facilitatore ed è stato permesso loro di giocare con il serpente.

In questo lavoro, i ricercatori hanno utilizzato un sensore di movimento indossabile per monitorare il movimento dei bambini e un algoritmo di apprendimento automatico per analizzare i dati.

Dopo aver elaborato i dati relativi al movimento, l’algoritmo è stato capace di identificare i soggetti con problematiche di ansia o di depressione con un’accuratezza dell’81%, accuratezza migliore rispetto a quanto ottenibile affidandosi ad un questionario standard compilato dai genitori.

Il modo di muoversi dei bambini con ansia o con depressione era diverso da quello dei bambini “sicuri”.

L’algoritmo ha determinato che il movimento durante la prima fase del compito, prima che il serpente fosse rivelato, era il più utile ad evidenziare eventuali problemi di psicopatologia.

I bambini con disturbi internalizzanti tendevano a distogliere l’attenzione dalla potenziale minaccia più del gruppo di controllo. Anche il loro modo di voltarsi era diverso.

Ciò è coerente con quanto predetto dalla teoria psicologica. È infatti ragionevole aspettarsi che i bambini con disturbi internalizzanti mostrino più ansia anticipatoria, ed il comportamento di allontanamento è ciò che rende l’ansia anticipatoria visibile agli occhi di un osservatore esterno.

Tuttavia, rispetto ad un osservatore umano, i sensori associati all’algoritmo funzionano molto più velocemente sia nell’identificare che nel tenere traccia dei dati disponibili. L’algoritmo ha richiesto solo 20 secondi di dati per prendere una decisione!

Il passo successivo ha portato il gruppo di ricerca a sviluppare un ulteriore test per sfruttare anche i dati vocali a fini diagnostici. I risultati di questo studio sono stati pubblicati a fine Aprile 2019.

Analisi dei dati vocali, effettuata grazie all’intelligenza artificiale, per la diagnosi precoce di ansia e depressione nei bambini.

I ricercatori hanno utilizzato una versione modificata di un “compito di induzione dell’umore” chiamato Trier-Social Stress Task al fine di provocare sensazioni di stress e di ansia nei soggetto in un contesto sperimentale.

Ad un gruppo di 71 bambini, di età compresa tra i tre e gli otto anni, è stato chiesto di inventare una storia della durata di almeno tre minuti, e di raccontarla di fronte ad un giudice che li avrebbero valutati.

Durante il racconto il ricercatore che rivestiva il ruolo di giudice aveva il compito di restare severo ed impassibile e di fornire un solo feedback, o neutro o negativo. Inoltre dopo 90 secondi dall’inizio e 30 secondi prima della fine del tempo un suono sgradevole interrompeva la performance ed era seguito dalla lettura del tempo da parte del giudice.

Il compito è progettato per essere stressante e per mettere i bambini a disagio facendo percepire loro il peso del giudizio.

I ricercatori, in questo caso, hanno utilizzato un algoritmo di apprendimento automatico per analizzare le caratteristiche delle registrazioni audio di ogni bambino.

Hanno scoperto che l’algoritmo era molto efficace nella diagnosi dei bambini con problemi di ansia o di depressione e che la fase centrale delle registrazioni, quella compresa tra i due suoni, era la più predittiva per la diagnosi.

L’algoritmo è stato in grado di identificare i bambini con una diagnosi di disturbo interiorizzante, ottenuta utilizzando un colloquio clinico strutturato e un questionario per i genitori, con un’accuratezza dell’80%.

L’algoritmo ha identificato otto diverse caratteristiche della traccia audio ma solo tre, in particolare, si sono distinte come altamente indicative della presenza di disturbi di ansia o di depressione: la voce a bassa frequenza, i contenuti ripetuti ed una risposta più acuta al suono che per due volte ha interrotto il racconto.

Mentre la voce bassa e la ripetizione monotona dei contenuti sono tipiche caratteristiche associate alla depressione, la iper reattività al suono è assimilabile alla reazione vista nell’esperimento precedente in risposta ad uno stimolo inaspettato e spaventoso, quindi più correlata con l’ansia anticipatoria.

Strumenti diagnostici assistiti dalla tecnologia per migliorare la diagnosi di ansia e depressione nei bambini

L’analisi della voce ha mostrato dunque una affidabilità diagnostica simile a quella ottenuta mediate l’analisi del movimento tuttavia, da un punto di vista operativo, analizzare la traccia audio risulta notevolmente più semplice, rapido ed economico.

Il prossimo passo consisterà nel migliorare la precisione dell’algoritmo per aumentare l’affidabilità diagnostica e nello sviluppare uno strumento di facile diffusione, ad esempio una App per smartphone, per permettere la somministrazione del test anche ai non addetti ai lavori.

Inoltre, l’analisi della voce potrebbe anche essere combinata con l’analisi del movimento in una batteria di strumenti diagnostici assistiti dalla tecnologia per aiutare ad identificare i bambini a rischio di ansia e depressione.

L’intervento precoce è di fondamentale importanza perché i cervelli dei bambini piccoli sono estremamente malleabili e rispondono bene al trattamento.

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Dott. Leonardo Corsetti

Psicologo Psicoterapeuta. Sono specializzato in Terapia Familiare Sistemica e appassionato divoratore di pubblicazioni relative alla Psicologia Evoluzionistica e alle Neuroscienze. A partire da questi schemi concettuali tratto i principali disturbi psicologici come ansia, fobie, attacchi di panico, depressione ecc... sia in sedute individuali che di coppia o familiari. Il mio studio è a Macerata in Via Cincinelli n.41. Potete chiamarmi per un appuntamento al 3280031262 o inviarmi una mail all'indirizzo leonardo.corsetti@gmail.com

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