Sprachveränderungen können frühester Hinweis auf Parkinson sein

Die Diagnose der Parkinson-Krankheit hat viele Leben erschüttert. Weltweit sind mehr als 10 Millionen Menschen davon betroffen. Es gibt bislang keine Heilung, obwohl die Krankheit behandelt werden kann, wenn die Anzeichen frühzeitig erkannt werden. Zusätzlich zu anderen Symptomen verändert sich im Verlauf der Parkinson-Krankheit auch die Sprache.

Um was geht es in der Studie zu Parkinson?

Rytis Maskelinas von der Technischen Universität Kaunas (KTU) und seine Kollegen von der Litauischen Universität für Gesundheitswissenschaften (LSMU) haben anhand von Sprachdaten versucht, frühe Anzeichen der Parkinson-Krankheit zu entdecken.

Typischerweise geht die Parkinson-Krankheit mit einer Verschlechterung der motorischen Funktionen einher – Zittern der Hände, Muskelsteifheit oder Gleichgewichtsstörungen. Laut Maskelinas, einem Forscher am Department of Multimedia Engineering der KTU, nimmt mit dem Nachlassen der motorischen Aktivität auch die Funktion der Stimmbänder, des Zwerchfells und der Lunge ab (siehe auch Zwerchfellentzündung). Das heißt, Veränderungen in der Sprache treten oft noch früher auf als motorische Störungen, weshalb Sprachveränderungen das erste Anzeichen der Krankheit sein können.

Ausweitung der von der KI genutzten Sprachdatenbank

Laut Professor Virgilijus Ulozas von der Abteilung für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde an der Medizinischen Fakultät der LSMU sprechen Patienten im Frühstadium der Parkinson-Krankheit leiser, monotoner, weniger ausdrucksstark, langsamer und bruchstückhafter, was jedoch mit dem Gehör nur sehr schwer zu erkennen ist. Mit fortschreitender Erkrankung können Heiserkeit, Stottern, eine undeutliche Aussprache und der Verlust von Satzpausen deutlicher werden.

Unter Berücksichtigung dieser Symptome hat ein litauisches Forscherteam eine Methode zur Früherkennung der Krankheit entwickelt. Maskelinas, Forscher an der KTU, erklärt, dass die Methode soll dazu beitragen soll, Krankheiten frühzeitig zu erkennen und die Wirksamkeit der Behandlung zu verfolgen. Ihm zufolge ist der Zusammenhang zwischen der Parkinson-Krankheit und Sprachstörungen auf dem Gebiet der digitalen Signalanalyse nicht neu; er wurde bereits in den 1960er Jahren erkannt und untersucht. Mit dem Fortschritt der Technologie wird es möglich, mehr Informationen aus der Sprache zu extrahieren.

In ihrer Arbeit setzten die Forscher künstliche Intelligenz (KI) ein, um Sprachsignale zu analysieren und zu bewerten, wodurch Berechnungen und Diagnosen in Sekunden statt in Stunden erstellt werden können. Die Ergebnisse dieser Studie sind an die Eigenheiten der litauischen Sprache angepasst, wodurch die KI-Sprachdatenbank erweitert wird.

In Zukunft soll der Algorithmus in eine mobile Anwendung umgewandelt werden

Kipras Pribuiis, Dozent in der Abteilung für Hals-, Nasen- und Ohrenheilkunde an der Medizinischen Fakultät der LSMU, betont, dass nur Patienten mit Parkinson eingeschlossen wurden. Mit Hilfe einer Sprachprobe könne die Methode Parkinson-Patienten von gesunden Personen unterscheiden. Außerdem sei dieser Ansatz präziser als die bisher vorgeschlagenen.

Mit einem Mikrofon wurde die Sprache von Gesunden und Parkinson-Patienten in einem schalldichten Raum aufgenommen, und ein Programm mit künstlicher Intelligenz wurde darauf „trainiert“, die Signalverarbeitung durch Analyse dieser Aufnahmen durchzuführen. Die Forscher betonen, dass die Technik keine ausgefeilte Technologie erfordert und in einer zukünftigen mobilen Anwendung eingesetzt werden könnte.

Nach Angaben der Forscher wird in den nächsten Phasen die Zahl der Patienten erhöht, um mehr Daten zu sammeln und zu prüfen, ob der vorgeschlagene Algorithmus anderen Ansätzen zur Früherkennung der Parkinson-Krankheit überlegen ist. Darüber hinaus wird es wichtig sein, die Funktionalität des Algorithmus nicht nur in laborähnlichen Umgebungen zu testen, sondern auch in der Arztpraxis und bei den Patienten zu Hause.

Quellen

Rytis Maskeliūnas, Robertas Damaševičius, Audrius Kulikajevas, Evaldas Padervinskis, Kipras Pribuišis, Virgilijus Uloza. A Hybrid U-Lossian Deep Learning Network for Screening and Evaluating Parkinson’s Disease. Applied Sciences, 2022; 12 (22): 11601 DOI: 10.3390/app122211601

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ddp