Utilizzando l'intelligenza artificiale, un team dell'UNIGE ha sviluppato un dispositivo per la diagnosi precoce del disturbo dello spettro autistico nei bambini.
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| Un esempio di come OpenPose estrae un'immagine stilizzata da una ripresa video su cui poi la IA effettua l'analisi. (Image credit: © Kojovic, Natraj, Mohanty, Maillart, Schaer) |
La diagnosi di autismo non è semplice a causa della eterogeneità dei sintomi, alla base della definizione "ombrello" di disturbo dello spettro autistico (ASD); tra i sintomi più frequenti problemi di comunicazione e difficoltà nelle interazioni sociali. Il disturbo, proprio a causa della sua eterogeneità è difficile da diagnosticare prima dei cinque anni e il ritardo diagnostico rende più difficile iniziare per tempo un intervento comportamentale su misura focalizzato sullo sviluppo delle abilità colpite dalla malattia (la cosa migliore è iniziare il trattamento prima dei 3 anni).
Interventi comportamentali specifici possono infatti cambiare completamente le loro traiettorie di acquisizione delle competenze cognitive permettendo (tranne nei casi più gravi) di integrarsi in una scuola tradizionale.
Nota. In passato erano stati proposti test per una diagnosi nella primissima infanzia ma paiono adatti solo per diagnosticare i casi più gravi.
L'ASD colpisce 1 bambino su 54 ed è caratterizzato da difficoltà nelle interazioni sociali, abilità comunicative alterate e dalla presenza di comportamenti ripetitivi e interessi ristretti. Tra i problemi più comuni la comunicazione non verbale che differisce da quella di un bambino a sviluppo tipico per la difficoltà a stabilire un contatto visivo, sorridere, indicare oggetti o nel rapportarsi e mostrare interesse a ciò che lo circonda.
Nota. Non è superfluo sottolineare come questa frequenza apparentemente abnorme debba essere presa con le pinze. Negli ultimi decenni, specialmente in USA, si è assistito ad un vero problema di eccesso-diagnostico (e a cascata interventi farmacologici) su presunte anomalie comportamentali dei bambini. Il caso più evidente, che purtroppo ha preso piede anche da noi, è la diagnosi di sindrome da iperattività (ADHD). Sul tema vi rimando a due articoli nei media: "Troppe diagnosi ADHD" (ANSA); "Troppe diagnosi ASD" (Repubblica).
Un team interdisciplinare dell'università di Ginevra ha cercato di porre rimedio alla soggettività diagnostica mediante un algoritmo che si applica in automatico su riprese video del bambino (ricordo che in grande parte sono maschi), con il quale valutarne la comunicazione non verbale. Il grosso vantaggio di questo strumento è la sua facilità di utilizzo anche da remoto, utilizzabile direttamente dai genitori per uno screening iniziale.
I test condotti su bambini sani o autistici sotto i 5 anni, ripresi mentre giocavano con un adulto, hanno permesso di classificare correttamente l'80% dei casi. I risultati, pubblicati sulla rivista Scientific Reports, aprono la strada a uno strumento per la diagnosi precoce del disturbo autistico.
Lo sviluppo dell'algoritmo è durato 3 anni, duranti i quali i ricercatori hanno addestrato la IA a classificare i video basandosi esclusivamente sui movimenti del bambino quando interagisce con un'altra persona. La tecnologia alla base, nota come OpenPose e sviluppata alla Carnegie Mellon University, estrae la raffigurazione stilizzata delle persone in movimento dalle riprese video, consentendo l'analisi dei gesti "essenziali" (età, sesso, ambiente, ecc, sono "persi"). A partire da questa tecnologia i ricercatori svizzeri hanno sviluppato il proprio algoritmo, progettato ad hoc per rilevare i comportamenti autistici.
I test sono stati condotti su 68 bambini con sviluppo tipico e 68 bambini con autismo, tutti sotto i 5 anni, lasciati liberi di interagire giocando con un adulto. I primi 34 di ciascun gruppo hanno svolto la funzione di "addestratori" della IA per creare una "memoria" delle differenze comportamenti su cui la IA poteva imparare. Terminata questa prima fase, i bambini rimanenti hanno fornito il banco di prova dell'apprendimento dell'intelligenza artificiale. Un test successivamente esteso ad altri 101 bambini.
L'attività ludica è stata lasciata libera (nessuno scenario prestabilito) proprio per evitare bias nel test. Il risultato è una accuratezza predittiva del 80% ottenuta in 10' di analisi anche effettuata da remoto. Un particolare importante questo in quanto consentirebbe ai genitori preoccupati per i propri figli piccoli di ottenere una prima valutazione automatizzata dei sintomi dell'autismo.
Beninteso non si tratta di una analisi perfetta ma può essere un primo passo per decidere se è necessario il consulto con uno specialista.
Oltre alla assenza di invasività dell'analisi, un altro punto in favore di questo sistema automatizzato è che fornisce un completo anonimato anche delle immagini analizzate (persone stilizzate). Il sistema è utilizzabile anche su video di archivio, il che permetterà di estendere la casistica e migliorare la capacità predittiva.
Articoli precedenti sul tema --> autismo.
Fonte
- Using 2D video-based pose estimation for automated prediction of autism spectrum disorders in young children
Nada Kojovic et al, Scientific Reports volume 11, Article number: 15069 (2021)
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