韓国の研究者によるAIシステムがASD重症度の予測にどのように役立つか

延世大学医学部（YUCM）の研究者たちは、自閉症スペクトラム障害（ASD）を診断し、その重症度を特定できる深層学習ベースのモデルの開発に成功しました。共同注意行動に焦点を当てることで、チームは主観的な臨床評価への現在の依存に対処し、ASDの客観的かつ定量的な測定値を提供することを目指しました。彼らの発見は、診断精度の向上と、ASDおよび他の神経疾患のための精密なスクリーニングツールの開発を支援する可能性があります。

韓国にある延世大学は、ほぼ 1,000のコースを提供しており それらの多くは英語で教授され、医学、看護、法学、音楽、および遠隔地の国際ソンドキャンパスのコースを除くすべての学部のカレッジ・インターンシップ・エデュケーション・プログラム（CIEE）学生に公開されています。多くの国際学生が、より多くのスキルを磨き、キャリアを構築したいという願いから、韓国で医学を学ぶことを選択しています。しかし、韓国で学ぶのは容易ではないため、過去の学術的準備が必要です。

共同注意の客観的評価

自閉症スペクトラム障害 （ASD）は、人々が他者と相互作用し、コミュニケーションを取り、学び、行動する方法に影響を与える神経発達障害です。自閉症はどの年齢でも診断できますが、症状が通常人生の最初の2年間に現れるため、「発達障害」として説明されます。科学者たちは、ASDには複数の原因があり、それらが組み合わさって人々の最も一般的な発達様式を変化させると信じています。

社会的相互作用中の視線接触、頭部回転、視線の切り替えなどの行動を含む共同注意は、ASDの診断における重要な行動マーカーです。しかし、共同注意の客観的かつ定量的な測定値の欠如は、正確な診断に課題をもたらしてきました。これに対処するため、YUCMの生体医システム情報学科の講師であるKo Chan-young氏と教授のPark Yu-rang氏は、共同注意行動を客観的に評価するためのプロトコルを開発しました。

データ収集とディープラーニングモデル

データ収集と深層学習モデル

研究者は、受信者動作特性曲線下面積（AUROC）、精度、適合率、再現率など、いくつかの指標を用いてモデルのパフォーマンスを評価しました。AUROCは検査の診断精度を測定し、精度はデータセット内の正しい予測の割合を表します。適合率は、陽性テスト結果を持つ個人を正しく識別する確率を評価し、再現率は、疾患を持つ個人を正しく識別する確率を決定します。

印象的な結果と重症度評価

ディープラーニングモデルは、3種類の共同注意行動すべてにおいて卓越したパフォーマンスを発揮しました。IJA（Initiation of Joint Attention：共同注意の開始）の動画を入力として分析した際、モデルはAUROC 99.6％、精度97.6％、適合率95.5％、再現率99.2％を示しました。他の2種類の共同注意行動の分析においても、モデルのパフォーマンスは一貫していました。 

自閉症スペクトラム障害（ASD）の重症度を無症状、軽度〜中等度、重度に分類する重症度評価については、IJA動画の分析において、モデルはAUROC 90.3％、精度84.8％、適合率76.2％、再現率84.8％を達成しました。

意義と将来の示唆

これらの結果は、IJAが他の共同注意行動と比較して、子供たちの社会的相互作用への欲求と意図性をより正確に反映する分類であることを示唆しています。パーク教授は、開発されたモデルがASDの特定と症状の重症度評価のために、子供の行動指標を客観的にデジタル化することを可能にすると述べ、研究の重要性を強調しました。この知見は、ASDおよび行動の複雑さを伴う他の神経疾患のためのスクリーニングツールや精密な診断方法の開発に示唆を与えます。

延世大学の研究者たちは、ディープラーニングベースのモデルを開発することで、ASDの重症度分析において重要な進展を遂げました。彼らの共同注意行動の客観的評価は、ASDの診断とその重症度の予測において、より正確で定量的なアプローチを提供します。この画期的な発見は、研究や臨床評価を支援し、ASDおよび同様の行動上の課題を抱える他の神経疾患のためのスクリーニングツールや診断方法の開発を助ける可能性があります。JAMA Network Openに掲載された知見は、ASDの理解と管理の向上に貢献しています。

注：特集画像は Iris、絵画を通じて自己表現をした自閉症の子供によるものです。彼女の両親は、彼女の私的な療法と作品の資金調達のために彼女の作品を販売しています。グレイスにはFacebook ページ のアカウントがあり、親によって管理されている「@IrisGracePainting」が運営されています。彼女は英国および世界中で複数の作品を販売しています。