Речевые характеристики способны указывать на возрастные изменения в мозге, состояние памяти и прочие маркеры биологического старения. К такому заключению пришла международная научная группа, изучившая сведения почти о 3 тысячах человек из пяти латиноамериканских государств. Об этом проинформировал Тринити-колледж Дублина, ссылаясь на статью в журнале Science Advances.

Методика определения возраста по речи

Ученые создали алгоритм машинного обучения, получивший название «речевые часы». Он определяет возраст индивида на основе комплекса звуковых и лингвистических параметров: во внимание принимается звучание речи, выбор лексики и способ построения фраз.

В выборку были включены 2928 испаноговорящих добровольцев из Аргентины, Чили, Колумбии, Мексики и Перу. В их числе находились здоровые взрослые, лица с умеренными когнитивными расстройствами, болезнью Альцгеймера и несколькими разновидностями лобно-височной деменции.

Программа обрабатывала сотни характеристик, среди которых темп речи, паузы, высота тона, эмоциональная окраска, словарный запас, точность донесения смысла, длина и структура высказываний. Исходя из этих сведений, модель вычисляла предполагаемый возраст человека.

После этого исследователи сопоставляли полученную цифру с реальным возрастом участника. Если алгоритм приписывал человеку более зрелый возраст, это свидетельствовало о том, что его речевой портрет казался «старше» ожидаемого. Именно эту разницу ученые сравнивали с медицинскими данными. Само по себе это не говорит о том, что организм действительно старше ровно на такое же число лет.

Что речевые данные рассказали о состоянии мозга

Более «взрослый» речевой профиль коррелировал с возрастными параметрами головного мозга, установленными при помощи структурной и функциональной нейровизуализации. Кроме того, специалисты выявили взаимосвязь с эпигенетическим возрастом — показателем биологического старения, основанным на возрастных изменениях метилирования ДНК. Для этого применялись три независимые модели, называемые эпигенетическими часами.

Чем значительнее было расхождение между речевым и реальным возрастом, тем хуже в целом выглядели результаты оценки когнитивных способностей, нескольких типов памяти и умения выполнять повседневные дела. Эта связь распространялась и на исполнительные функции, отвечающие за планирование и контроль поведения.

К тому же выводы не ограничивались лишь языковыми и речевыми заданиями. Речевой возраст также коррелировал с результатами тестов, проверявших иные когнитивные навыки.

«Наш голос, по-видимому, содержит гораздо больше информации о старении, чем мы предполагали раньше», — отметил старший автор исследования, профессор в области здоровья мозга Глобального института здоровья мозга и медицинской школы Тринити-колледжа Дублина Агустин Ибаньес.

С его слов, речь способна отображать как ход календарного времени, так и перемены в когнитивных функциях, состоянии мозга и тела, а также накопленный эффект социального окружения.

Какие отличия выявили при деменции

Минимальная разница между речевым и реальным возрастом отмечалась у здоровых добровольцев. У пациентов с болезнью Альцгеймера и разновидностями лобно-височной деменции этот параметр оказался большим.

Совокупная оценка, включавшая звуковые и лингвистические показатели, точнее дифференцировала клинические группы, чем отдельные речевые черты. Согласно краткому описанию исследования, среди анализируемых категорий больных разрыв нарастал от болезни Альцгеймера к лобно-височной деменции, в особенности к ее вариантам с доминированием языковых расстройств.

У больных болезнью Альцгеймера речевой индекс также коррелировал с уровнем p-tau217 в плазме крови — одним из биомаркеров патологических сдвигов, свойственных этой болезни. Тем не менее, выявленные отличия пока не дают возможности применять «речевые часы» для диагностики. Работа демонстрирует наличие связи между речевыми особенностями и состоянием здоровья, но не подтверждает, что алгоритм может достоверно обнаруживать болезнь у отдельного человека.

Каким образом социальные условия проявляются в речи

Исследователи также проанализировали взаимосвязь речевого возраста с жизненными условиями. У здоровых добровольцев и лиц с болезнью Альцгеймера более «взрослый» речевой профиль ассоциировался с неблагоприятным социальным экспозомом — так ученые обозначают весь комплекс социальных влияний, которым человек подвергается в течение жизни.

В этот показатель включались уровень образования, материальное положение, доступ к полноценному питанию и медицине, а также условия раннего детства. Полученные данные свидетельствуют, что речевые особенности могут определяться не только болезнями и возрастом, но и совокупным воздействием жизненных обстоятельств.

Вместе с тем работа не определяет, какой конкретно фактор приводит к изменению речевого профиля. Она лишь обнаруживает статистические корреляции, которые требуют дальнейшего изучения.

Возможно ли будет отслеживать старение по голосовым записям

Ключевое практическое достоинство методики состоит в ее доступности. Большинство подходов к оценке биологического старения нуждаются в сканировании мозга, анализе крови, молекулярных анализах или специальных клинических испытаниях. Речь же можно фиксировать удаленно и многократно, не прибегая к инвазивным процедурам и с минимальными расходами.

Как полагают исследователи, в будущем «речевые часы» могли бы служить дополнением к более затратным методам оценки старения, в том числе вместе с иными биомаркерами. Подобный вариант особенно привлекателен для территорий с ограниченным доступом к сложным диагностическим процедурам.

Однако до внедрения в клиническую практику нужны дополнительные изыскания. Работа носила в основном поперечный характер: специалисты сравнивали данные участников, а не наблюдали за динамикой изменений в течение долгого времени. Поэтому пока неясно, способен ли «старший» речевой профиль предвещать будущее ухудшение памяти или возникновение деменции. Помимо этого, модель необходимо апробировать на других языках, в различных культурных контекстах и при анализе более естественной повседневной речи.

«Если результаты подтвердятся в длительных исследованиях и в разных популяциях, речь в конечном счете может стать одним из наиболее масштабируемых инструментов наблюдения за здоровым и ускоренным старением», — заключил Ибаньес.