"Мовленнєвий годинник": вчені розробили інструмент, який за голосом визначає швидкість старіння

Вчені навчилися визначати вік людини за різними біологічними маркерами, оцінюючи ДНК, репродуктивну функцію чи роботу мозку. Тепер дослідники створили "мовленнєвий годинник", що аналізує висоту тону та емоційне забарвлення говоріння.

Він здатний визначати прискорене старіння, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Science Advances, повідомляє Nature.

Науковці розробили спеціальний "мовленнєвий годинник". Він визначає темпи старіння людини, спираючись на характеристики її голосу та темп розмови. Для цього інструмент аналізує сотні вокальних параметрів, серед яких висоту тону та швидкість мовлення.

За допомогою такого "годинника" вчені розрахували для учасників дослідження розбіжність віку: різницю між біологічним віком, який визначив інструмент, та реальним віком людини.

Виявилося, що значні відмінності тісно пов'язані з когнітивними порушеннями, що виникають при деменції.

"Ми бачимо колосальну прогностичну цінність, отриману лише з простого чотирихвилинного запису мовлення", – зазначає співавтор дослідження, нейробіолог Агустін Ібаньєс із Університету в Сантьяго.

Як мовлення допомагає визначити вік

"Годинники старіння" часто використовують біологічні маркери, щоб оцінити швидкість згасання організму. Наприклад, "мозкові годинники" зважають на дані нейровізуалізації, щоб встановити, чи старіє мозок швидше за хронологічний вік людини. Водночас "епігенетичні годинники" аналізують візерунки метильних міток на ДНК.

Однак дотепер науковці не мали інструменту, який би базувався на мовленні. Хоча саме говоріння вимагає колосальної роботи мозку.

Щоб створити такий "годинник", Ібаньєс і його колеги записали мовлення майже 3 тисяч іспаномовних жителів Аргентини, Чилі, Колумбії, Мексики та Перу під час виконання різних мовних завдань. Серед учасників дослідження були як здорові люди, так і пацієнти з легкими когнітивними порушеннями, хворобою Альцгеймера чи іншими формами деменції.

За допомогою алгоритмів ШІ вчені виокремили з аудіозаписів понад 700 характеристик мовлення, які можуть змінюватися з віком і під впливом деменції. Зокрема, йдеться про висоту тону та словниковий запас. На основі цих даних вони навчили модель "мовного годинника" передбачати вік кожного пацієнта.

Так інструмент зміг чітко розрізнити здорових людей і тих, хто мав когнітивні розлади. З огляду на мовлення, учасників із порушеннями модель класифікувала старшими за їхній біологічний вік. Натомість у здорових людей вік мовлення переважно відповідав реальному.

З-поміж ключових мовленнєвих ознак повільнішого старіння виявилися швидкість мовлення, наявність і тривалість пауз, а також слова, які люди використовували для висловлення думок. Проте саме висота тону та емоційне забарвлення виявилися основними маркерами прискореного старіння.

Щоб перевірити точність розробки, вчені виміряли в учасників рівень білка p-tau217 – він є однією з головних ознак хвороби Альцгеймера. Крім цього, науковці дослідили рівень метилювання ДНК та зробили томографію мозку.

З'ясувалося, що люди, чиє мовлення здавалося "старішим", дійсно виявилися біологічно старшими за свій паспортний вік.

За словами Джеда Мельтцера, когнітивного нейробіолога з Університету Торонто, який не брав участі в дослідженні, "годинник мовлення" може стати справжньою знахідкою для відстеження процесів старіння в регіонах із обмеженими ресурсами. Адже він не потребує дорогих вкладень чи складних обстежень.

Тепер інструмент мають протестувати під час клінічних випробувань.

Нагадаємо, раніше вчені виявили зв'язок між анемією та ймовірністю виникнення деменції – у пацієнтів зі зниженими рівнями гемоглобіну та еритроцитів у крові було більше біомаркерів хвороби Альцгеймера.