Манера говорить может дать подсказки о том, насколько быстро стареют мозг и тело

Фото из открытых источников

В исследовании с участием 2928 человек было установлено, что речь, звучащая старше реального возраста человека, связана с более старыми результатами сканирования мозга и ДНК-тестов на старение. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.

Для определения скорости старения организма часто используют сканирование мозга, анализ крови или лабораторный анализ ДНК. Новые исследования показывают, что даже несколько минут обычного разговора передают часть того же сигнала.

Когда компьютерная модель оценивала речь человека как звучащую старше его реального возраста, у этого человека также, как правило, наблюдались более слабая память и когнитивные способности. Результаты сканирования мозга и ДНК-тестов на старение также показывали более старший возраст. Если это подтвердится, то в будущем запись голоса сможет дать недорогой первый взгляд на признаки старения, для измерения которых сейчас требуется дорогостоящее оборудование.

«Похоже, наш голос содержит гораздо больше информации о старении, чем мы предполагали ранее», — сказал ведущий автор исследования профессор Агустин Ибаньес из Глобального института здоровья мозга и Медицинской школы Тринити-колледжа в Дублине.

Его команда, в которую входят исследователи из Института BrainLat при Университете Адольфо Ибаньеса в Чили, записала разговоры 2928 испаноговорящих жителей Аргентины, Чили, Колумбии, Мексики и Перу. Авторы отметили, что исследования деменции недостаточно представлены в Латинской Америке.

Исследователи тестировали каждого человека в один конкретный момент времени. Поэтому исследование показывает, как люди отличались друг от друга в определенный момент, а не то, как кто-либо изменился за эти годы.

Примерно половина добровольцев были здоровы. Остальные страдали болезнью Альцгеймера, имели более легкие проблемы с памятью или один из нескольких видов лобно-височной деменции. Лобно-височная деменция поражает переднюю и боковые части головного мозга и может изменять поведение, движения или речь.

Волонтеры выполнили ряд коротких устных заданий. Они описывали мультфильм, называли слова, начинающиеся с определенной буквы, и перечисляли животных и овощи в течение минуты. Также они дважды пересказывали историю: сразу и через 20-30 минут.

Программное обеспечение извлекло из каждой записи более 700 параметров, от скорости речи и пауз до высоты тона, эмоционального оттенка, а также точности и разнообразия словарного запаса.

Затем модель машинного обучения научилась оценивать возраст каждого человека на основе этих характеристик. Разница между этой оценкой и реальным возрастом — это то, что команда называет «разницей в возрасте речи». Положительная разница означает, что речь звучала старше, чем говорил говорящий.

Модель оказалась неточной. В среднем, её оценки возраста отличались примерно на девять лет. Наибольшее влияние на более молодую оценку оказывали объём сказанного и скорость речи, в то время как высота голоса и эмоциональный тон склоняли к более старшей оценке.

У здоровых добровольцев разница в возрасте, связанном с речью, была наименьшей. У всех групп пациентов эта разница была больше, причем наибольшая наблюдалась у людей с лобно-височной деменцией, в основном затрагивающей речь. Далее следовали люди с поведенческой и двигательной формами заболевания, а затем люди с болезнью Альцгеймера.

Кроме того, полная оценка речи позволяла отличить здоровых людей от пациентов лучше, чем любой отдельный набор характеристик, таких как высота тона или выбор слов.

Люди с большей разницей в возрасте, связанном с развитием речи, показали более низкие результаты в тестах на общее мышление, планирование и несколько видов памяти. Связь была сильнее в тестах, включающих языковые навыки. Но она сохранялась и в тестах без слов, поэтому оценка отражала не только то, насколько хорошо люди говорят.

У людей с болезнью Альцгеймера, у которых наблюдалась большая разница в возрасте развития речи, также отмечался более высокий уровень p-tau217, одной из форм белка тау. Это один из важнейших маркеров болезни Альцгеймера в крови. В группе здоровых людей и в группе с поражением лобно-височной области такой связи не наблюдалось.

Некоторым добровольцам также делали МРТ-сканирование, результаты которого можно использовать для оценки возраста мозга. Компьютер вычисляет возраст по данным сканирования, и разница между фактическим и реальным возрастом является результатом.

Разница в возрасте речи была связана с разницей в возрасте мозга у здоровых людей и во всех трех группах пациентов с деменцией, прошедших сканирование. Наиболее тесная связь наблюдалась для оценки состояния мозга, которая объединяла структуру мозга с его активностью.

Образцы крови позволили провести третье сравнение. Эпигенетические часы определяют возраст тела на основе возрастных химических изменений в его ДНК. Более выраженные паузы в речи были связаны с более старыми показателями по всем трем проверенным группой возрастным часам, наиболее последовательно это наблюдалось у здоровых людей и у людей с болезнью Альцгеймера.

Эти связи оказались слабее, чем те, которые были выявлены с помощью сканирования мозга. Как пишут авторы, речь зависит от совместной работы языковой, планировочной, слуховой и двигательной систем мозга, что, возможно, объясняет более точное соответствие полученных данных с результатами сканирования мозга.

В интервью Earth.com Ибаньес сказал, что, возможно, наиболее важным результатом стало совпадение результатов на самых разных уровнях старения, от тестов на память до анализа крови и сканирования мозга. «Это говорит о том, что речь может предоставить недорогой способ изучения процессов, которые мы обычно измеряем с помощью МРТ, биомаркеров крови или молекулярных анализов», — сказал он.

Команда также оценила жизненные обстоятельства каждого человека, включая образование, финансовое положение, наличие достаточного количества еды, доступ к медицинскому обслуживанию и опыт, полученный в раннем детстве.

Более значительные речевые паузы были связаны с более сложными обстоятельствами. Это подтвердилось у здоровых добровольцев и у людей с болезнью Альцгеймера, но не в других группах.

Ибаньес сказал, что его поразило то, что речь, похоже, отражает не только работу мозга. Она также, по-видимому, отражает биологический возраст тела и социальные условия, в которых жили люди.

«Это говорит о том, что социальные трудности могут приобретать биологические корни и оставлять измеримые следы даже в таких обыденных вещах, как речь», — сказал Ибанес.

Поскольку каждый доброволец проходил тестирование только один раз, исследование не может показать, будет ли у человека, чья речь звучит старше, в дальнейшем ухудшаться слух. Также оно не может показать, увеличивается ли разница в голосе с годами.

Ибанес назвал речевые часы исследовательским инструментом, а не диагностическим тестом. «Речевые часы дают вероятностную оценку, основанную на закономерностях в языке и голосе; их не следует интерпретировать как вердикт о здоровье или будущем человека», — сказал он.

Записи были получены из разных клиник, с различными условиями записи, микрофонами и подсказками. Авторы пишут, что автоматизированные инструменты для оценки речи могут содержать предвзятые мнения, связанные с диалектом или культурой, а настроение, пол и другие заболевания могут влиять на то, как человек говорит.

Некоторые группы были небольшими. Только у 24 человек были легкие проблемы с памятью, а у 77 — формы лобно-височной деменции, затрагивающие речь. Не у всех были результаты анализов крови, сканирования мозга или данные о социальном анамнезе, поэтому для каждого из этих сравнений использовалась меньшая доля добровольцев.

Все говорили по-испански, и все выполняли структурированные задания, а не общались свободно. Люди с нарушениями речи или языка не были включены в исследование.

Ибанес заявил, что этот подход потенциально может быть широко распространен, поскольку речь можно записывать удаленно, недорого и без специального оборудования. Но он отметил, что для клинического применения сначала необходимы дополнительные доказательства.

Он перечислил, что для этого потребуется. Во-первых, исследования, в которых одни и те же люди наблюдаются в течение многих лет. Во-вторых, проверки на других языках и в других культурах. В-третьих, тщательное тестирование того, как настроение, другие заболевания, микрофоны и условия записи влияют на результат.

«Поэтому я рассматриваю это прежде всего как дополнительный инструмент скрининга или мониторинга, а не как замену устоявшимся биомаркерам», — сказал он.

Пока неизвестно, увеличивается ли со временем разница в речевом возрасте у разных людей. Чтобы это выяснить, потребуется повторно записать разговоры с теми же людьми, с разницей в несколько лет и на языках, отличных от испанского.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний