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Wie eine App bipolare Stimmungsschwankungen vorhersagt

Wir respektieren Ihre Privatsphäre. Michael A. Keller / Corbis

SCHNELLE FAKTEN

  • Bipolare Störung ist gekennzeichnet durch manische Episoden mit impulsivem Verhalten und depressiven Episoden, die zum Selbstmord führen können.
  • Die Grundstimmung einer Person spiegelt sich in Stimme und Sprachmuster.
  • PRIORI kann Sprachmerkmale identifizieren, die mit der Stimmung zusammenhängen und möglicherweise aufkommende bipolare manische oder depressive Zustände erkennen.

Durch Überwachung der subtilen Variationen der akustischen Qualitäten von Sprache und Sprache in alltäglichen Konversationen kann eine experimentelle Smartphone-App eine Tag in der Lage sein, bevorstehende Stimmungsänderungen bei Menschen mit bipolarer Störung vorherzusagen, Forscher an der University of Michigan Bericht.

Bei der Installation auf Android-Smartphones, läuft die neue App namens PRIORI, im Hintergrund und au nimmt die Seite der Benutzer von Telefonanrufen auf. Die App verschlüsselt die Aufzeichnungen und sendet sie an ein Ingenieurlabor der University of Michigan (U-M). Dort analysiert ein maschinelles Lernprogramm die akustischen Merkmale der Sprachmuster des Benutzers und sucht nach verräterischen Veränderungen, die anzeigen, ob eine bevorstehende Verschiebung der Stimmungszustände eintritt.

Durch die Erkennung des Übergangs in manische oder depressive Zustände könnte PRIORI Menschen helfen mit bipolarer Störung Behandlung erhalten, bevor eine ausgewachsene Episode auftritt. Darüber hinaus kann die App nach mehr Tests und Verfeinerungen sogar dazu beitragen, Menschen mit anderen neurologischen Störungen zu überwachen, die Veränderungen der Sprechmuster einer Person verursachen, wie Huntington-Krankheit, Parkinson-Krankheit und Schizophrenie.

"Die Implikationen von PRIORI sind tiefgründig ", sagt UM-Professor Melvin McInnis, MD, der zusammen mit UM-Informatikern und Ingenieuren die App entwickelt. "Sie können sich eine Reihe von neurologischen Erkrankungen vorstellen, die sich auf die Sprache auswirken. Was wäre, wenn Sie Sprache nicht als diagnostisches Werkzeug, sondern als Vorhersage dafür verwenden könnten, wann eine Person einen Arzt aufsuchen muss?"

Eine lebensbeeinträchtigende Störung

Bipolare Störung ist eine Geisteskrankheit, die durch krankhafte Stimmungsschwankungen von Manie bis Depression gekennzeichnet ist. Laut einer Studie aus dem Jahr 2011 in der Zeitschrift Archives of General Psychiatry wurde bei 2,4 Prozent der Menschen auf der ganzen Welt eine bipolare Störung diagnostiziert. Und mit 4,4 Prozent haben die Vereinigten Staaten die höchste Lebenszeitprävalenz der bipolaren Störung, fand der Bericht.

Bipolare Störung ist in der Regel lebensbeeinträchtigend. Während schwerer manischer Episoden können sich Patienten von übermäßig glücklich bis extrem reizbar fühlen. Andere Verhaltensänderungen, die während manischer Episoden auftreten können, sind:

  • Sprechen schnell, oft zwischen verschiedenen Ideen hüpfen
  • Übermäßige Energieniveaus und verminderte Notwendigkeit zu schlafen
  • Psychotische Überzeugungen und Wahnvorstellungen
  • Verhaltensweisen, die für eine zerstörerisch sein können persönliches und berufliches Leben des Einzelnen

Depressive Episoden hingegen sind das genaue Gegenteil. Patienten haben ein sehr niedriges Energieniveau und ein erhöhtes Schlafbedürfnis. Sie haben wenig Appetit oder Lust, etwas zu tun, und in den schwersten Fällen können sie nicht auf sich selbst aufpassen. Außerdem haben sie oft Selbstmordgedanken; In der Tat, es wird geschätzt, dass bis zu 20 Prozent der bipolaren Fälle zu Selbstmord führen, sagt Dr. McInnis.

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Ein Teil der Schwierigkeit bei Menschen mit bipolarer Störung hilft, ist eine manische oder eine depressive Episode kann erst diagnostiziert werden, nachdem sie bereits begonnen hat, das Leben der Patienten zu beeinflussen, sagt McInnis. Psychiater verfolgen, wie ihre Patienten vorgehen, und stellen dabei sicher, dass sie ihre Energielevel, Schlafmuster und Interaktionen mit anderen Menschen zu Hause und bei der Arbeit darstellen. "Wir suchen nach klinischen Merkmalen von Veränderungen des Stimmungszustands", fügt McInnis hinzu.

Insbesondere ist bekannt, dass Stimmungsschwankungen mit Unterschieden in der Art, wie Menschen sprechen, einhergehen. Zum Beispiel können Menschen, die auf eine manische Episode zusteuern, lauter und schneller sprechen, während diejenigen, die in eine depressive Episode fallen, langsamer sprechen und längere Stille haben.

"Die Idee [für PRIORI] entstand aus der Tatsache, dass die Veränderung in a Personengespräche werden von Stimmungsänderungen begleitet ", sagt McInnis. "Unsere Hypothese ist, dass wir die Elemente der Sprachakustik verwenden können, um diese Stimmungsänderungen zu identifizieren, bevor sie auftreten, und anschließend den Patienten früh behandeln."

Zukünftige Richtungen in der bipolaren Störung Forschung

McInnis und sein Team haben eine Pilotstudie von PRIORI, die sie am 8. Mai bei der Internationalen Konferenz für Akustik, Sprach- und Signalverarbeitung in Italien vorstellten.

Für die Studie wurden sechs Personen mit schnell-zyklischer bipolarer Störung (also vier oder mehr Stimmungsschwankungen pro Jahr) eingesetzt die App für bis zu einem Jahr. Die App zeichnete ihre ausgehenden Anrufe auf, und das maschinelle Lernprogramm analysierte die Aufzeichnungen für verschiedene akustische Merkmale, wie z. B. Jitter und Schimmer, die unterschiedliche Änderungen der Tonhöhe bzw. Lautstärke sind. Die Forscher beobachteten auch jede Woche die Stimmungen der Teilnehmer, um kritische Merkmale der Sprache mit Gemütszuständen in Verbindung zu bringen.

Am Ende zeigte die Vorstudie, dass manische und depressive Stimmungszustände mit bestimmten Sprechmustern assoziiert sind. Das Team versucht nun, eine größere Studie mit PRIORI durchzuführen, bei der eine größere Anzahl bipolarer Patienten und einige Teilnehmer ohne die Krankheit involviert sind, in der Hoffnung, die Fähigkeit dieser App zur Vorhersage einer bevorstehenden manischen oder depressiven Episode zu bestätigen.

"Was wir gerade haben, sind akustische Merkmale, die mit der Stimmung verbunden sind", sagt McInnis. "Was wir nicht wissen ist, wie früh diese Merkmale in den Daten erscheinen. Wie früh können wir eine manische oder depressive Episode vorhersagen?" Letzte Aktualisierung: 30.09.2014

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