מחקר- תנועות גוף ודיבור

אחת המטרות המרכזיות של המרכז הלאומי לחקר אוטיזם הוא פיתוח של טכנולוגיות שיעזרו לצוותים הרפואיים לבצע גילוי מוקדם, אובייקטיבי, ואמין של אוטיזם. לדוגמא, ניתן כיום לזהות הבעות פנים של אנשים בצורה אוטומטית על ידי ראיה ממוחשבת. אחד מהסימפטומים של אוטיזם הוא קושי בתקשורת חברתית שבא לידי ביטוי בהבעות פנים שטוחות או מוזרות. שימוש בשיטות של ראיה ממוחשבת וניתוח הדיבור של הילדים יתן לצוותים הרפואיים מידע כמותי שמודד את התנהגות הילד במהלך ביקוריו בקליניקה. מדדים אלו יקלו על הצוותים הקליניים לבצע אבחון במהירות גדולה יותר ובגילאים צעירים יותר. בנוסף, אותם המערכות יוכלו גם למדוד את השינויים שחלים בילדים בשנים הראשונות להתפתחותם בכדי לבדוק האם הילד משתפר או מתדרד בעוצמת הסימפטומים של האוטיזם.

בהינתן הסכמת ההורים, אנו מצלמים את הילדים במהלך האבחונים ומנותחים את הקלטות הוידאו והאודיו בשיטות של למידה עמוקה (deep learning). להלן שתי דוגמאות:

ניתוח דיבור

ילדים עם אוטיזם מראים לעתים קרובות דיבור לא תקין, המתבטא, למשל, בטון גבוה ולעיתים באקולליה (אמירות ומשפטים חוזרים ונשנים). במחקר זה, אנו מפתחים אלגוריתמים אוטומטיים לעיבוד אותות המנתחים הקלטות דיבור שנלקחו ממבחנים קליניים של הילדים כדי לכמת דפוסי דיבור ולהעריך את חומרת האוטיזם. כחלק מהמחקר, אנו מפתחים אלגוריתמים להסרת רעשים כדי להשיג איכות אות טובה יותר. אנו גם חוקרים את צלילי הצעצועים שילדים משחקים איתם במהלך אבחון ADOS, כדי לבדוק האם צלילים אלו נושאים מידע רלוונטי על תסמיני אוטיזם. יתר על כן, אנו עובדים על זיהוי וכימות של אירועי בכי וצעקות, במטרה לשלבם במערכת הערכת חומרת האוטיזם. לבסוף, אנו משתמשים באלגוריתמים של למידת מכונה כדי לזהות דפוסי אקולליה בדיבור של ילדים כדי לקבל הבנה מעמיקה יותר של מאפיין זה. השימוש בכלים אלו יוכל לסייע בזיהוי מוקדם של אוטיזם ובמעקב אחר שינויים בחומרת הסימפטומים לאורך זמן, כמו גם לאחר התערבות תרופתית.

תנועות גוף

תנועות סטריאוטיפיות וחזרתיות כגון נפנופי ידיים, סיבוב במעגלים, וניעות קדימה אחורה הן סימפטום נפוץ בילדים עם אוטיזם. על-פי דיווחי הורים נראה כי קיומן של תנועות סטריאוטיפיות קשור בחומרת האוטיזם, וכי התנועות שכיחות יותר בגילאים צעירים, אולם עד היום לא נעשו נסיונות של ממש לאפיין ולכמת את התנועות הסטיראוטיפיות כחלק מתהליך אבחון האוטיזם. במחקר שנערך בימים אלה על-ידי חוקרים מהמרכז, נתחו עד כה מעל 250 הקלטות וידאו של ילדים ממהלך האבחון. בשלב הראשון החוקרים מזהים ומסמנים באופן ידני מקטעים בהם הילדים מבצעים תנועות סטריאוטיפיות וכך יוצרים סיפריה של דוגמאות וידאו עם תנועות של ילדים שונים. דוגמאות אלו משמשות בשלב שני לאימון של אלגוריתמים של למידה עמוקה שלומדים לזהות תנועות סטריאוטיפיות בסרטים של ילדים חדשים שאליהם האלגוריתם לא נחשף. עד כה במחקר זה הגיעו להצלחה בזיהוי של 94% מן התנועות הסטריאוטיפיות שהופיעו בסרטוני הוידאו שעליהם נבדק האלגוריתם. ככל שיגדל המדגם, כך יתאפשר לזהות תנועות נוספות ולדייק את האלגוריתם. היתרון הגדול של שיטה זו שהיא מאפשרת למדוד בצורה אוביקטיבית ומדוייקת את כמות התנועות והתדירות שלהן. מדד זה יאפשר לבדוק האם יש עליה או ירידה בכמות התנועות הסטריאוטיפיות על פני ביקורים בקליניקה ו/או בעקבות השתתפות בטיפולים שונים.