Inteligentne narzędzie, które stworzyli badacze z Krakowa, pomaga wykryć autyzm u dzieci. Stosują je już najlepsze europejskie ośrodki w Szwecji i Wielkiej Brytanii
W pierwszej grze dziecko ma nakarmić cztery ludziki. Kiedy ludzik dostaje jedzenie – uśmiecha się szeroko. Ten, który nie zostanie nakarmiony, ma smutną buzię. Można też zapalać i gasić lampki, można pokręcić łopatkami wiatraczka.
W drugiej grze dziecko obrysowuje na tablecie proste kształty, a potem wypełnia je kolorami.
Po 15 minutach takiej zabawy możemy z wysokim prawdopodobieństwem ocenić, czy dziecko rozwija się prawidłowo, czy też może mieć zaburzenia ze spektrum autyzmu.
Nad takim narzędziem wspierającym wczesne wykrywanie, wyposażonym w algorytmy sztucznej inteligencji, pracuje właśnie zespół start-upu Harimata z Krakowa. Kieruje nim Anna Anzulewicz, psycholog z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Warszawskiego.
Bardziej subtelne stany
– Jestem psychologiem z zacięciem technologicznym – przedstawia się Anna Anzulewicz. Na studiach doktoranckich na Uniwersytecie Jagiellońskim zajmowała się psychologią poznawczą: pamięcią, uwagą, percepcją. Badała dorosłych, lecz prywatnie pracowała jako wolontariuszka z dziećmi z autyzmem.
W 2013 roku zgłosili się do niej Paweł Jarmołkowicz, założyciel Harimaty, i Mateusz Stec, współwłaściciel studia Duckie Deck, twórca gier dla dzieci. Poprosili o skonsultowanie projektu, który polegał na wykrywaniu emocji użytkownika na podstawie tego, jak posługuje się klawiaturą i myszką komputera. Chodziło o analizę ruchów: szybkość poruszania ręką, płynność. Badacze przez kilka miesięcy w losowo wybranych momentach dnia prosili użytkowników o ocenę swojego stanu emocjonalnego i mierzyli wtedy parametry ich ruchów. Okazało się, że można w ten sposób skutecznie wykrywać stopień pobudzenia.
– Problem pojawił się wtedy, gdy zaczęli szukać klienta. Zainteresowane były tylko kasyna online – mówi Anzulewicz. – Chciały chyba wiedzieć, kiedy gracz jest na tyle zdenerwowany, że zamierza zrezygnować z dalszej gry – by wtedy rzucić mu przynętę. By grał dalej i przegrał jeszcze więcej.
Przeciętny człowiek jest w stanie ocenić, czy kubek będzie ciężki, czy lekki, czy powinien chwycić go mocno, czy słabo. Osoby z autyzmem mają z tym problem. Dlatego ich ruch jest jakby „robotyczny”
Tyle że twórcy Harimaty nie chcieli wchodzić w hazard. To dlatego pojawili się u Anzulewicz z propozycją współpracy. Chcieli, by pomogła im wydobywać bardziej subtelne stany emocjonalne.
Burza mózgów Harimaty
– Pomysł był ciekawy, nie spotkałam się jeszcze z takimi rozwiązaniami. Ale zdawałam sobie sprawę, że to będzie długotrwały projekt – mówi pani Anna. – Powiedziałam im wprost: to będzie trudne zadanie, wymaga długich badań i nie ma szans, by szybko przekuć to na sukces rynkowy. Zresztą mnie taki sukces nie interesował. Dla mnie ważna była jego potencjalna wartość społeczna. Zebraliśmy się więc całym ówczesnym zespołem Harimaty i urządziliśmy burzę mózgów.
Pomysł pojawił się wtedy, gdy uświadomili sobie dwie rzeczy. Z jednej strony i terapeuci, i rodzice przyznają, że wykrywanie zaburzeń rozwojowych u dzieci jest trudne. Z drugiej strony wiadomo, że dzieci bardzo chętnie bawią się tabletami. Może więc warto to wykorzystać? Mieli już przecież technologię, która potrafiła zbierać informacje o emocjach na podstawie tego, jak piszemy na klawiaturze i poruszamy myszką. Byli jednaki przekonani, że tego samego rodzaju informacje można ściągnąć także z tabletu.
Czy za pomocą ogólnodostępnych narzędzi, takich jak tablety czy smartfony, można wykrywać oznaki zaburzeń rozwoju? Czy dzieci z zaburzeniami rozwoju różnią się od dzieci rozwijających się typowo w zakresie wzorców motorycznych?
Co wy tu chcecie znaleźć?
Zaczęły się badania pilotażowe. W pierwszej turze zespół Harimaty przebadał prawie sto dzieci z autyzmem od drugiego do piątego roku życia. Przez 15 minut każde grało na tablecie w dwie specjalnie przygotowane do tego gry. Potem algorytm sztucznej inteligencji ekstrahował różne cechy ich ruchów – m.in. długość, szybkość, płynność, zamaszystość, liczbę skrętów, precyzję – i analizował wzorce. Przy okazji można było też się przekonać, na ile dziecko potrafi skupić się na celu, jak bardzo się rozprasza.
– Tablety świetnie się sprawdziły jako narzędzia badawcze – mówi Anzulewicz. – Dzieciom bardzo trudno robić testy psychologiczne, bo szybko się nudzą. Przy tabletach siedziały grzecznie przez całe 15 minut, więc mogliśmy spokojnie, dokładnie zebrać dane.
Terapeuci z niedowierzaniem podchodzili do ich pomysłu. „Co wy tu chcecie znaleźć? Przecież autyzm nie ma nic wspólnego z ruchem, to zaburzenia w nawiązywaniu relacji społecznych!”.
Poszukać innej miary
Dobrze o tym wiedzieli, lecz chodziło im o to, żeby znaleźć inną miarę. Miarę, którą mogliby uznać za obiektywną. Diagnozy bywają naciągane. Choćby dlatego, że na dziecko z autyzmem można dostać większe dofinansowanie. Czasem do grupy w przedszkolu integracyjnym czy specjalnym trafia dziecko z diagnozą zaburzeń ze spektrum autyzmu, które rozwija się typowo.
Co się okazało?
– Kiedy spojrzymy na heatmapę ekranów dwóch tabletów, z których na jednym grało dziecko z autyzmem, a na drugim takie, które rozwija się typowo, widać, że ruchy pierwszego są znacznie bardziej kanciaste i mniej precyzyjne – opowiada Anzulewicz. – Widać także, że bardziej się rozpraszało i karmiło tylko jednego ludzika, nie zwracając uwagi na to, że inne były smutne. Skuteczność naszego algorytmu wyniosła między 85 a 90 procent.
Wniosek: dzieci z zaburzeniami ze spektrum autyzmu mają inne wzorce ruchowe niż dzieci, które rozwijają się typowo.
Ruch jakby robotyczny
W tym czasie zespół Harimaty nawiązał współpracę z Jonathanem Delafieldem-Buttem z uniwersytetu Strathclyde w Glasgow, który także badał wzorce ruchowe u dzieci z autyzmem. Uważał, że problemy motoryczne są jednym z podstawowych objawów autyzmu, tyle że nieopisywanym w kryteriach diagnostycznych. Wyrażają się w kłopotach z planowaniem i wykonywaniem ruchów.
– Sięgnięcie po kubek wydaje się prostą czynnością, ale stoją za tym bardzo skomplikowane procesy obliczeniowe w naszych mózgach – wyjaśnia Anzulewicz. – Przeciętny człowiek jest w stanie ocenić, czy kubek będzie ciężki, czy lekki, czy powinien chwycić go mocno, czy słabo. Osoby z autyzmem mają z tym problem. Dlatego ich ruch jest jakby robotyczny. Do niedawno nie uważano tego za coś dla autyzmu istotnego. Jednak coraz więcej badań zdaje się potwierdzać to, że zaburzenia ruchowe są dla autyzmu pierwotne i to one właśnie zniekształcają interakcję z otoczeniem. Uczymy się przez poznawanie możliwości swojego ciała i właściwości przedmiotów wokół nas. Akcja, reakcja: źle złapię kubek, to mi wypadnie, mam informację zwrotną z otoczenia i następnym razem wyceluję lepiej. Ale jeśli ta informacja jest niekompatybilna, jeśli sobie coś planuję, a to mi się nie udaje nie wiadomo dlaczego, to nie jestem w stanie się niczego nauczyć z tego doświadczenia. Zaburzenia motoryczne są jednym z powodów, dla których dzieciom z autyzmem trudniej się rozwijać emocjonalnie i społecznie.
Dziewczynki się kamuflują
Autyzm to specyficzny rodzaj zaburzenia. Niektórzy mówią, że to po prostu inny, nietypowy wzorzec rozwoju, jak leworęczność. I że, podobnie jak leworęczności, autyzmu się nie leczy. Natomiast wczesna diagnoza i terapia mogą dziecku bardzo pomóc, zwłaszcza w zakresie nawiązywania relacji społecznych. Dziecko musi nauczyć się żyć w społeczeństwie, wypracować sobie strategie funkcjonowania.
Niektórzy mówią, że autyzm to po prostu nietypowy wzorzec rozwoju, jak leworęczność. I że, podobnie jak leworęczności, autyzmu się nie leczy. Ale wczesna diagnoza i terapia mogą dziecku bardzo pomóc, zwłaszcza w nawiązywaniu relacji społecznych
Historie z cierpieniem w tle
– Do tej pory badania przesiewowe bazują głównie na kwestionariuszach wypełnianych przez rodziców. Niewiele osób potrafi trafnie ocenić własne dziecko. Autyzm może się manifestować na bardzo różne sposoby – zaznacza Anzulewicz. – Diagnoza jest trudna, zwłaszcza w przypadku dziewczynek. Co prawda, dziewczynek z autyzmem jest czterokrotnie mniej niż chłopców, jednak bardzo dobrze się kamuflują, bo od małego są mocno trenowane do życia społecznego. Być może też inne ich zdolności, na przykład językowe, skuteczniej wynagradzają deficyty wywołane przez autyzm. W każdym razie dziewczynki z autyzmem często pozostają niezdiagnozowane aż do wieku szkolnego. A zdarza się, że i do dorosłości.
Wielu pediatrów nie potrafi diagnozować zaburzeń rozwoju. „Ile syn ma lat? Trzy? I nie mówi? Nie szkodzi, chłopcy zaczynają mówić później. Poczekajmy” – Anna Anzulewicz nasłuchała się wielu takich historii. To czekanie często kończy się niepotrzebnym cierpieniem dziecka, które wie, że coś jest z nim nie tak, ale nie wie co. A terapeutów brakuje, na wizytę u specjalisty czeka się czasem miesiącami. Dlatego warto wykrywać wczesne markery behawioralne. Wykorzystuje się do tego niekiedy technologię motion capture, ale to droga metoda, więc i dostęp do niej jest utrudniony.
Jak się okazało, za pomocą zwykłego tabletu można wykryć to samo. Badania kliniczne wykorzystujące narzędzie wypracowane przez zespół Harimaty prowadzone są już w Wielkiej Brytanii – w Glasgow i Aberdeen – oraz w szwedzkim Göteborgu, jednym z najbardziej znanych centrów diagnostyczno-terapeutycznych dla osób z autyzmem. Wyników jeszcze nie ma.
– Ostatecznym celem jest stworzenie aplikacji wspierającej wykrywanie zaburzeń – mówi Anzulewicz. – To ma być narzędzie wspomagające specjalistów, pomocne w badaniach przesiewowych. Kiedy nauczyciel w przedszkolu czy rodzic będzie miał wątpliwości, czy dziecko rozwija się prawidłowo, będzie mógł z niego skorzystać. Dowie się, czy powinien pójść z dzieckiem do specjalisty, czy nie. Chodzi o to, by dzieci, które potrzebują pomocy, jak najszybciej trafiły pod specjalistyczną opiekę.
Pieniądze to nie wszystko
Nikt z zespołu nie chce, by to było rozwiązanie biznesowe. Badacze działają dzięki grantom z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju i z funduszy europejskich. Biznes oczekiwał szybkich efektów, lecz kiedy okazało się, że szybkich efektów nie będzie – wycofał się.
– Stworzenie rozwiązania w sferze e-zdrowia trwa minimum pięć lat – mówi Anzulewicz. – Inwestorzy, zwłaszcza w Europie, nie są przygotowani na to, żeby czekać tak długo. My chcemy inwestować głównie pieniądze z grantów i stworzyć rozwiązanie open source. By to narzędzie wróciło do społeczeństwa i mogło być wykorzystywane za darmo.
Read the English version of this text HERE