Особенности набора текста на смартфонах помогают в оценке когнитивного здоровья

Новое исследование, опубликованное в Journal of Psychopathology and Clinical Science, предполагает, что скорость и частота набора текста на телефоне может дать представление о состоянии нашего когнитивного здоровья, особенно у людей с расстройствами настроения. Результаты показывают, что пассивные данные, полученные при ежедневном использовании телефона, могут помочь выявить когнитивные нарушения, часто наблюдаемые при таких расстройствах настроения, как депрессия и биполярное расстройство.

Расстройства настроения, такие как большое депрессивное расстройство и биполярное расстройство, затрагивают миллионы людей и связаны со значительными нарушениями мыслительных способностей. Эти нарушения памяти, внимания и умственной гибкости могут мешать выполнению повседневных задач, снижать качество жизни и увеличивать нагрузку на лиц, осуществляющих уход. Когнитивные нарушения при этих расстройствах также связаны со значительными косвенными издержками, включая потерю производительности.

Традиционная оценка мыслительных способностей обычно проводится в клиниках с помощью письменных или компьютерных заданий. Хотя эти тесты и полезны, они могут не отражать того, как люди функционируют в повседневной жизни. Кроме того, они требуют много времени и активного участия, что может быть обременительно.

Исследователи изучают способы измерения мышления в более естественной обстановке, не требующей усилий со стороны участников. Один из перспективных подходов предполагает использование датчиков в смартфонах для пассивного сбора поведенческих данных. Поскольку набор текста на телефоне задействует несколько когнитивных систем, включая внимание, планирование и двигательный контроль, он может служить своего рода окном в мир, где происходит функционирование мозга.

«Когнитивные проблемы являются важной частью расстройств настроения и могут сохраняться даже при улучшении симптомов настроения. Мы хотели использовать приложение BiAffect, разработанное Алексом Леоу, как метод пассивной и объективной оценки когнитивной функции в контексте расстройств настроения. BiAffect использует набор текста на смартфоне в качестве индекса функции мозга и был протестирован при ряде расстройств», - сказал автор исследования Олу Аджилор, профессор психиатрии в Центре депрессии и устойчивости Иллинойсского университета (UI CDR) и директор Программы расстройств настроения и тревожных расстройств, Центра клинических исследований/Центра клинической и трансляционной науки и исследовательского направления резидентуры по взрослой нейронауке.

В исследовании приняли участие 127 взрослых в возрасте от 25 до 50 лет, включая людей с различными расстройствами настроения, а также здоровых участников контрольной группы. В течение четырёх-пяти недель участники использовали BiAffect, который собирал метаданные об их манере набора текста, такие как время между нажатиями клавиш и физическими движениями, распознаваемыми акселерометром телефона. Участникам было предложено использовать эту клавиатуру по умолчанию во время исследования.

Каждый участник прошёл два очных сеанса с интервалом не менее двух недель. Во время этих сеансов они проходили стандартизированные когнитивные тесты. Они включали четыре теста из набора инструментов NIH, оценивающих такие навыки, как внимание, рабочая память и гибкость мышления, а также бумажный тест Trail Making Test Part B, оценивающий исполнительные функции и скорость соединения цифр и букв в чередующемся порядке.

Исследователи применили статистические методы для преобразования большого количества переменных, связанных с клавиатурой, в основные компоненты. Затем они использовали моделирование структурных уравнений, чтобы проверить, могут ли данные о наборе текста, собранные между двумя визитами в лабораторию, предсказать результаты когнитивных тестов в каждой точке времени.

Основными характеристиками клавиатуры, которые были получены, были скорость печати и общее использование клавиатуры. Скорость печати определялась по задержке между последовательными нажатиями клавиш, а использование клавиатуры отражало частоту набора текста участниками и степень её изменения с течением времени.

У здоровых участников исследования более медленная скорость набора текста была связана с более низкими результатами выполнения заданий из набора NIH Toolbox. Более частый набор текста был связан с более высокими результатами. В совокупности, особенности набора текста объясняли значительную часть различий в мыслительных способностях этих людей — более 40% при втором посещении лаборатории.

Однако у лиц с расстройствами настроения характер набора текста не был столь тесно связан с результатами тестов NIH Toolbox. Эти результаты свидетельствуют о том, что в этой группе связь между повседневным использованием смартфона и этими типами мыслительных навыков либо более сложная, либо более изменчивая.

«Измерение когнитивных способностей с использованием только инструментария NIH Toolbox показало, что связь между показателями набора текста и когнитивными способностями была обусловлена здоровыми контрольными субъектами, а не субъектами с расстройствами настроения», — рассказал Аджилор

Результаты теста «Создание следа» (часть B) оказались иными. Характер набора текста одинаково хорошо предсказывал результаты этого теста как у здоровых людей, так и у людей с расстройствами настроения. Людям, которые печатали медленнее или чаще, как правило, требовалось больше времени на выполнение задания по созданию следа, независимо от диагноза. Это задание в значительной степени зависит от умственной гибкости и скорости принятия решений, которые, как известно, страдают при расстройствах настроения.

Последующий анализ показал, что эта связь между замедлением печати и ухудшением результатов в составлении маршрута усиливалась по мере усиления симптомов депрессии. Другими словами, чем сильнее ощущалась депрессия, тем более чёткой становилась связь между скоростью печати и исполнительными функциями.

«Скорость печати надежно предсказывает скорость обработки информации и исполнительные функции, а если сосредоточиться на тесте Trail Making, часть B, то эта связь становится сильнее с усилением симптомов депрессии», — сказал Аджилор.

Эти результаты свидетельствуют о том, что пассивно собранные данные со смартфонов могут помочь выявить изменения в некоторых аспектах когнитивных функций, в частности, в исполнительных функциях и умственной гибкости. Тот факт, что поведение при наборе текста предсказывало результаты теста Trail Making во всех группах, позволяет предположить, что этот метод измерения может быть особенно хорошо подходящим для мониторинга когнитивного здоровья в реальных условиях.

Напротив, более слабая связь между навыками набора текста и результатами выполнения заданий NIH Toolbox у участников с расстройствами настроения указывает на трудности с использованием пассивных данных для измерения всех видов мыслительных навыков. Возможно, у людей с расстройствами настроения наблюдается более высокая вариабельность когнитивных функций из-за колебаний симптомов, приёма лекарств или других личных факторов.

Исследование также подчеркивает потенциальную ценность отслеживания непрерывной выраженности симптомов, а не только диагностических категорий. Например, сила связи между скоростью набора текста и когнитивными функциями возрастала с увеличением тяжести депрессии, даже при сравнении людей с одним и тем же диагнозом.

Несмотря на многообещающие результаты, исследование имело некоторые ограничения. Промежуток между двумя визитами в лабораторию — около двух недель — был относительно коротким. Это затрудняло фиксацию значимых изменений когнитивных функций с течением времени. В клинических исследованиях изменения навыков мышления часто происходят в течение месяцев, а не недель.

«Главное ограничение — относительно короткий период наблюдения за участниками (всего 30 дней)», — отметил Аджилор. «Дальнейшие исследования будут сосредоточены на более долгосрочной оценке участников, чтобы понять предсказательную силу нашего инструмента цифрового мониторинга».

Выборка также была относительно хорошо образована, что могло обеспечить некоторую защиту от снижения когнитивных способностей. Включение участников с более широким диапазоном образования могло бы помочь определить, насколько обобщаемы полученные результаты.

Кроме того, хотя поведение при печати предсказывало когнитивные способности при выполнении некоторых задач, оно не было полезным для всех типов мышления. Набор инструментов NIH включает ряд навыков, некоторые из которых могут не отражаться в характере печати. Это говорит о том, что данные о пассивной печати могут быть наиболее полезны для оценки отдельных когнитивных областей, а не общих умственных способностей.

Исследователи надеются, что однажды этот подход поможет врачам и пациентам легче контролировать когнитивные функции в режиме реального времени. Незначительные изменения в характере набора текста могут служить ранним сигналом о наличии у человека когнитивных нарушений или о риске развития депрессивного или маниакального эпизода.

Использование данных смартфона таким образом может снизить необходимость в частом личном тестировании и обеспечить более своевременное вмешательство. Поскольку люди печатают много раз в день, это естественный и ненавязчивый способ сбора информации.

«В конечном итоге мы хотели бы использовать эту технологию в качестве системы раннего обнаружения эпизодов настроения, выявляя незначительные изменения когнитивных функций, которые могут предшествовать депрессивным или маниакальным эпизодам у пациентов с расстройствами настроения», — пояснил Аджилор.