AI Trung Quốc có thể dự báo nguy cơ trầm cảm trước 4 năm chỉ từ cách nhìn khuôn mặt

Các nhà nghiên cứu đã tiến hành chụp cộng hưởng từ (MRI) trên những người tham gia thử nghiệm để xem họ phản ứng như thế nào với các biểu cảm khuôn mặt. Ảnh: Shutterstock.

Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát triển một mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) được cho là có khả năng dự báo nguy cơ mắc trầm cảm tới 4 năm trước khi bệnh biểu hiện rõ ràng.

Mô hình do nhóm nghiên cứu tại Đại học Thâm Quyến phát triển, dựa trên dữ liệu về cách thanh thiếu niên phản ứng trước các biểu cảm trên khuôn mặt. Theo các nhà nghiên cứu, những phản ứng bất thường với cảm xúc của người khác có thể là một dấu hiệu cảnh báo sớm.

Rối loạn trầm cảm chủ yếu (Major Depressive Disorder - MDD) ảnh hưởng tới hơn 332 triệu người trên toàn cầu, theo nhóm nghiên cứu. Đây cũng là một trong những rối loạn tâm thần khó điều trị.

Nếu nguy cơ trầm cảm có thể được nhận diện từ sớm, các biện pháp can thiệp và phòng ngừa có thể được triển khai trước khi tình trạng trở nên nghiêm trọng.

Nhìn biểu cảm khuôn mặt để tìm dấu hiệu bất thường

Mô hình AI được xây dựng từ dữ liệu của hai nghiên cứu lâm sàng về trầm cảm ở thanh thiếu niên được thực hiện tại nhiều quốc gia châu Âu.

Trong một nghiên cứu, những người tham gia được kiểm tra ở tuổi 16, 19 và 23. Các lần đánh giá bao gồm chụp cộng hưởng từ (MRI), xét nghiệm máu và bảng câu hỏi nhằm xác định tình trạng trầm cảm.

Nhóm nghiên cứu tại Thâm Quyến phân tích dữ liệu này để xây dựng mô hình AI nhận diện các dấu hiệu liên quan tới nguy cơ trầm cảm.

Khi áp dụng mô hình hoàn thiện, các nhà khoa học có thể dự đoán những người 19 tuổi nào có nguy cơ cao hơn mắc trầm cảm ở tuổi 23. Kết quả dự báo sau đó được đối chiếu với dữ liệu thu thập ở giai đoạn cuối của nghiên cứu.

Để xây dựng mô hình, nhóm nghiên cứu phân tích cách các đối tượng phản ứng với những hình ảnh, trong đó có khuôn mặt con người, đồng thời theo dõi phản ứng của não.

Theo nhóm nghiên cứu, người không bị trầm cảm thường có khả năng phân biệt những thay đổi cảm xúc thông qua biểu cảm của người khác và phản ứng phù hợp. Chẳng hạn, họ có xu hướng đáp lại một khuôn mặt đang mỉm cười bằng thái độ thân thiện.

Ngược lại, những người có dấu hiệu trầm cảm có thể gặp khó khăn trong việc nhận diện chính xác cảm xúc và dễ cho rằng người khác đang tức giận với mình.

“Những phát hiện này cho thấy một cơ chế tiềm năng liên kết giữa tính dễ tổn thương về gene, sự thay đổi trong cách nhận thức cảm xúc và nguy cơ trầm cảm trong tương lai”, Lu Han, phó giáo sư tại Trường Trí tuệ nhân tạo thuộc Đại học Thâm Quyến, viết.

Nghiên cứu được công bố trong tháng này trên tạp chí Science Advances. Các tác giả cho rằng xử lý cảm xúc bất thường là một đặc điểm quan trọng của trầm cảm, trong đó người mắc bệnh có xu hướng nhìn nhận hành vi của người khác theo hướng tiêu cực.

AI học cách não bộ nhìn nhận cảm xúc

Nghiên cứu chính, có tên Imagen, theo dõi một nhóm thanh thiếu niên tại 4 quốc gia châu Âu từ năm 2007, tập trung vào diễn biến của các triệu chứng trầm cảm.

Trong quá trình nghiên cứu, những người tham gia được chụp MRI não trong khi quan sát các khuôn mặt thể hiện ba trạng thái: tức giận, vui vẻ và trung tính.

Nhóm của ông Lu phân tích hoạt động não và nhận thấy những người có não bộ gặp khó khăn trong việc phân biệt các biểu cảm khác nhau, đồng thời có xu hướng nhìn người khác như đang tức giận, có nguy cơ xuất hiện các triệu chứng trầm cảm và lo âu khi trưởng thành cao hơn đáng kể.

Từ kết quả này, các nhà khoa học xây dựng một mô hình deep learning mô phỏng cách não xử lý thông tin thị giác, qua đó dự đoán cách não mã hóa những khái niệm cảm xúc trừu tượng như sự tức giận.

Kết quả cho thấy những người 19 tuổi có phản ứng đối với biểu cảm khuôn mặt bị lệch theo hướng tiêu cực hoặc gắn nhiều hơn với ký ức tiêu cực là nhóm có nguy cơ phát triển một dạng trầm cảm cao nhất.

Ông Lu sau đó xây dựng một chỉ dấu dự báo dựa trên những phát hiện này và áp dụng nó vào nghiên cứu thứ hai mang tên Stratify.

Nghiên cứu Stratify so sánh trầm cảm với nhiều vấn đề sức khỏe tâm thần khác, bao gồm nghiện rượu, ăn uống vô độ và lạm dụng ma túy.

Trong nhóm hơn 400 thanh thiếu niên mắc các dạng trầm cảm khác nhau, chỉ những người được chẩn đoán lâm sàng mắc rối loạn trầm cảm chủ yếu cho kết quả bất thường. Nhóm này gồm 134 người.

Trong khi đó, những người có các vấn đề như nghiện chất, chán ăn tâm thần hoặc chứng cuồng ăn lại có kết quả ít khác biệt so với những người không có dấu hiệu rối loạn sức khỏe tâm thần.

Phát hiện này cho thấy phản ứng bất thường trước biểu cảm khuôn mặt có thể trở thành một dấu hiệu sinh học tiềm năng để nhận diện nguy cơ trầm cảm từ sớm. Tuy nhiên, mô hình mới đang ở giai đoạn nghiên cứu và chưa đồng nghĩa với một công cụ chẩn đoán trầm cảm được sử dụng rộng rãi trong thực tế.