كيف يمكن لنظام الذكاء الاصطناعي الذي طوره باحثون في كوريا الجنوبية المساعدة في التنبؤ بشدة اضطراب طيف التوحد

نجح باحثون في كلية الطب بجامعة يونساي (YUCM) في تطوير نموذج قائم على التعلم العميق قادر على تشخيص اضطراب طيف التوحد (ASD) وتحديد شدته. من خلال التركيز على سلوكيات الانتباه المشترك، هدفت الفريق إلى توفير مقياس موضوعي وكمي لاضطراب طيف التوحد، معالجة الاعتماد الحالي على التقييمات السريرية الذاتية. يمكن أن تؤدي نتائجهم إلى تحسين دقة التشخيص والمساعدة في تطوير أدوات فحص دقيقة لاضطراب طيف التوحد واضطرابات عصبية أخرى.

تقع جامعة يونساي، في كوريا الجنوبية، وتقدم ما يقرب من 1,000 دورة تُدرس باللغة الإنجليزية وكثير منها مفتوح لطلاب CIEE في جميع الأقسام باستثناء الطب، والتمريض، والقانون، والموسيقى، والدورات في الحرم الدولي البعيد في سونغدو. يختار العديد من الطلاب الدوليين دراسة الطب في كوريا برغبة في صقل المزيد من المهارات وتطوير المهن. ومع ذلك، ليس من السهل الدراسة في كوريا، لذلك تحتاج إلى التحضير الأكاديمي السابق.

تقييم موضوعي للانتباه المشترك

اضطراب طيف التوحد (ASD) هو اضطراب عصبي وتنموي يؤثر على كيفية تفاعل الناس مع الآخرين، والتواصل، والتعلم، والسلوك. على الرغم من إمكانية تشخيص التوحد في أي عمر، إلا أنه يُوصف بأنه "اضطراب تنموي" لأن الأعراض تظهر عادةً في أول عامين من الحياة. يعتقد العلماء أن هناك أسباباً متعددة لاضطراب طيف التوحد تعمل معاً لتغيير أكثر الطرق شيوعاً التي يتطور بها الناس.

الانتباه المشترك، الذي يتضمن سلوكيات مثل التواصل البصري، وتحويل الرأس، وتحويل العين أثناء التفاعلات الاجتماعية، هو علامة سلوكية حاسمة لتشخيص اضطراب طيف التوحد. ومع ذلك، فإن عدم وجود مقياس موضوعي وكمي للانتباه المشترك قد طرح تحديات أمام التشخيص الدقيق. لمعالجة هذا، قام المحاضر كو تشان يونغ والأستاذ بارك يو رانغ من قسم المعلوماتية الأنظمة الطبية الحيوية في YUCM بتطوير بروتوكول لتقييم سلوكيات الانتباه المشترك بشكل موضوعي.

جمع البيانات ونموذج التعلم العميق

قام الباحثون بتسجيل مقاطع فيديو لسلوكيات الانتباه المشترك من 95 طفلاً، بما في ذلك 45 طفلاً يعانون من اضطراب طيف التوحد و50 طفلاً بدون أعراض اضطراب طيف التوحد، تتراوح أعمارهم بين 24-72 شهراً. شملت هذه المقاطع ثلاثة أنواع من الانتباه المشترك: بدء الانتباه المشترك (IJA)، والاستجابة منخفضة المستوى للانتباه المشترك (RJAlow)، والاستجابة عالية المستوى للانتباه المشترك (RJAhigh). باستخدام هذا المجموعة البيانات، درب الفريق نموذج تعلم عميق للتمييز بين الأطفال المصابين باضطراب طيف التوحد وغير المصابين والتنبؤ بشدة اضطراب طيف التوحد.

قام الباحثون بتقييم أداء النموذج باستخدام عدة مؤشرات، بما في ذلك المساحة تحت منحنى التشغيل الخاص بالمستقبل (AUROC)، والدقة، والدقة الإيجابية، والاستدعاء. تقيس AUROC دقة التشخيص لاختبار، بينما تمثل الدقة نسبة التنبؤات الصحيحة في مجموعة البيانات. تقيس الدقة الاحتمال الصحيح لتحديد الأفراد الذين لديهم نتيجة اختبار إيجابية، بينما يحدد الاستدعاء احتمالية تحديد الأفراد الذين يعانون من الحالة بشكل صحيح.

نتائج مبهرة وتقييم الشدة

حقق نموذج التعلم العميق أداءً استثنائياً عبر جميع الأنواع الثلاثة من سلوكيات الانتباه المشترك. عند تحليل مقاطع فيديو IJA كمدخلات، أظهر النموذج AUROC بنسبة 99.6%، ودقة بنسبة 97.6%، ودقة إيجابية بنسبة 95.5%، واستدعاء بنسبة 99.2%. ظل أداء النموذج متسقاً عند تحليل الأنواع الأخرى من سلوكيات الانتباه المشترك. 

بالنسبة لتقييم الشدة، الذي يصنف شدة اضطراب طيف التوحد إلى بدون أعراض، خفيف-متوسط، وشديد، حقق النموذج AUROC بنسبة 90.3%، ودقة بنسبة 84.8%، ودقة إيجابية بنسبة 76.2%، واستدعاء بنسبة 84.8% عند تحليل مقاطع فيديو IJA.

الأهمية والتداعيات المستقبلية

تشير النتائج إلى أن IJA هو تصنيف أكثر دقة يعكس رغبة الأطفال ونيتهم للتفاعل الاجتماعي مقارنة بسلوكيات الانتباه المشترك الأخرى. سلط البروفيسور بارك الضوء على أهمية بحثهم، قائلاً إن النموذج المطور يتيح الرقمنة الموضوعية لمؤشرات سلوك الأطفال لتحديد اضطراب طيف التوحد وتقييم شدة الأعراض. للنتائج تداعيات على تطوير أدوات الفحص وطرق التشخيص الدقيقة لاضطراب طيف التوحد واضطرابات عصبية أخرى ذات تعقيدات سلوكية.

حقق باحثو جامعة يونسي تقدمًا كبيرًا في تحليل شدة اضطراب طيف التوحد (ASD) من خلال تطوير نموذج يعتمد على التعلم العميق. يوفر تقييمهم الموضوعي لسلوكيات الانتباه المشترك نهجًا أكثر دقة وكميًا لتشخيص ASD والتنبؤ بشدة حالته. يمكن لهذا الاختراق أن يدعم البحث والتقييم السريري، مما يساعد في تطوير أدوات الفحص وطرق التشخيص لاضطراب طيف التوحد واضطرابات عصبية أخرى تتشارك في تحديات سلوكية مماثلة. تساهم النتائج المنشورة في مجلة JAMA Network Open في تعزيز فهم وإدارة اضطراب طيف التوحد.

ملاحظة: الصورة المميزة من إعداد Iris، وهي طفلة مصابة بالتوحد عبرت عن نفسها من خلال الرسم. يبيع والداها لوحاتها لجمع الأموال للعلاج الخاص بها ولشراء الأعمال الفنية. لدى غريس أيضًا حساب على فيسبوك الصفحة تديره والداها باسم "@IrisGracePainting". لقد باعت عدة أعمال فنية في المملكة المتحدة وحول العالم.