给你一段5分钟的录音,从这段录音里你最多能够获得多少信息?根据威斯康星大学麦迪逊威丝曼中心和威斯康星发现研究院的最新研究表明,仅靠5分钟的谈话就足以判断某个人是否易患遗传疾病以及相关的并发症。
早这项刚刚发表于《Scientific Reports》的研究中,研究人员利用机器学习能力分析了数百种语音记录,并能够准确地识别个体的突变前期的脆弱的X染色体,具有这种特征的染色体会增加神经退行性疾病、不孕不育等病症的风险,此外,携带该染色体的人群的后代容易发生X染色体易损综合征。
X染色体易损综合症的主要特征是智力和身体残疾,目前全世界数百万人都具有突变前期脆弱的X染色体。作为该研究的参与者,威斯康星大学研究生院副院长Marsha Mailick教授说:“这些处于突变前期的病症仍并没有被有效的诊断,人们通常不知道他们的患病风险增加了。”
对突变前期脆弱的X染色体进行诊断是一项困难的工作,该工作极为耗时并且需要大量的资源导致价格昂贵。“我们的研究小组希望开发一种快速、经济、有效筛选方法,”Mailick说。正是应着这样的诉求,他们开发了机器学习-人工智能计算程序。这个新型的机器人可以通过现有数据进行“训练”,随后去分析新信息。
威斯康星大学生物医学工程系副教授Kris Saha认为:“最初,我们要花费数小时的时间来分析和注释每个记录,通过这样的大量的工作,最终使用它们的时候只需要不到一秒钟。”
Mailick及其同事在之前的研究中已经表明,系统的进行语音记录分析,可以产生有价值的关于具有突变前期脆弱X染色体的家庭的信息。2012年,威斯康星大学副校长Jan Greenberg领导的一项研究分析了五分钟的母亲谈论他们的患有X染色体易损综合症的孩子的语音记录。研究显示,父母营造的温暖、积极的家庭氛围能够减少孩子的行为问题。
威斯康星大学通讯科学与病症学副教授Audra Sterling选用了相同的录音进行研究,结果表明在具有突变前期脆弱X染色体的中年和老年妇女群体中,年龄和言语障碍有强烈的相关性。这些研究结果表明,录音可以跟踪具有突变前期脆弱X染色体的老年人的疾病发展进程。
Mailick说:“以往进行语音特征编码十分耗时且需要临床专业知识,但新的研究中所使用的方法不需要这些特性。”Saha、Greenberg、Sterling、Mailick和研究生Arezoo Movaghar联合设计了初始的机器学习算法,该算法可以智能的将患者区分为两组:患者有携带脆弱X染色体的母亲和未携带的母亲。
研究人员先分析了100个5分钟的具有脆弱X染色体的母亲所谈论的具有X染色体易损综合征的孩子的录音,随后分析了另外100个自闭症谱系障碍儿童的母亲的录音。
基于录音和机器学习算法,研究人员创建了语言和认知功能的列表,例如记录中的句子的平均长度或填充暂停的数量,例如“啊”或“哦”的发音方法,这些特征可以非常有效的区分两组的不同。目前根据这些显著的特征,机器学习算法可以达到81%的区分准确性。
根据研究人员的测算,与单独使用基因检测相比,使用机器学习的筛查方法在人群中诊断出1000名具有突变前期脆弱X染色体的患者可以节省超过1100万美元。Mailick说:“这项工作是迈向更快、更具成本效益的筛选过程的第一步。我们计划扩大对其他人群的筛选,例如具有脆弱X染色体的男性。”
Saha说:“本研究中开发的机器学习算法不局限于脆弱X染色体诊断,未来其他疾病的诊断也可能用该算法实现。”Movaghar表示:“我们希望简化收集数据的方式。”Movaghar正在致力于开发移动应用来完成这一目标。该应用会问一系列简单的个人和医疗问题,然后记录一个五分钟的语音样本,数据甚至可以来自智能手机或家庭智能扬声器中的音频记录。
参考资料
《Machine learning can detect a genetic disorder from speech recordings》
来源:ScienceLondon未止科技(微信号 science_london)
为你推荐
资讯 国家药监局进一步明确《Q12:药品生命周期管理的技术和监管考虑》国际人用药品注册技术协调会指导原则的适用问题
对于ICH Q12中提供的监管工具批准后药学变更管理方案(PACMP),国家药监局药品审评中心已发布《化学药品批准后药学变更管理方案技术指导原则(试行)》,并将根据国际上执行IC...
2025-12-20 10:46
资讯 特朗普宣布与安进、BMS等九家跨国药企达成协议,药价大幅降低
据当地时间周五美国白宫发布的消息,美国总统特朗普宣布与九家制药公司达成协议,这是一系列相关协议中的最新一批,这些协议旨在以降低部分美国人的药品价格来换取三年关税宽限期。
2025-12-20 10:29
资讯 备思复联合帕博利珠单抗显著改善肌层浸润性膀胱癌患者的生存期,无论患者能否耐受顺铂
思复联合帕博利珠单抗成为首个且目前唯一不含铂类化疗的治疗方案,在顺铂耐受肌层浸润性膀胱癌患者膀胱切除术前后使用中,可改善无事件生存期和总生存期
2025-12-19 15:37
资讯 我国60岁以上听损老人逾2000万
60岁及以上老年人群的听力损失患病率在各个年龄段当中居于首位,高达11 04%,据此推算,我国患听力损失的60岁以上老年人至少2000万人。约1 3的65岁以上老年人伴有听力残疾,约...
2025-12-18 21:44
资讯 中国低卫生资源地区宫颈癌综合防控项目在内蒙古敖汉旗落地,筑牢抵御宫颈癌的防线
由中国癌症基金会发起、默沙东(默沙东是美国新泽西州 肯尼沃斯市默克公司的公司商号)支持的中国低卫生资源地区宫颈癌综合防控项目于内蒙古自治区赤峰市敖汉旗正式落地
2025-12-18 16:23
资讯 安斯泰来将在2026年ASCO胃肠道癌症研讨会(ASCO GI)上公布其胃肠道肿瘤产品管线的最新临床数据
2期ILUSTRO研究评估佐妥昔单抗三药联合方案用于一线晚期胃癌和胃食管结合部(G GEJ)癌的队列结果入选最新突破性口头报告
2025-12-18 12:53
资讯 加强基层医疗卫生机构儿科、妇科、康复医学科、精神(心理)科、五官(口腔)科等特色科室建设
在加强基层医疗卫生机构全科医疗科、中医科、预防保健科等业务及医技科室建设的基础上,综合考虑辖区居民健康需求、人口老龄化、区域医疗卫生资源布局等因素,重点加强若干临床...
2025-12-17 20:03
资讯 复星医药14.12亿元收购绿谷医药,要再启“九期一”
12月15日,复星医药发布公告称,控股子公司复星医药产业拟出资共计14 12亿元控股投资绿谷医药。资金来源为拟以自筹资金支付本次收购的对价。
2025-12-16 22:40
资讯 安领科生物完成近 5000 万美元 A 轮追加融资,加速 ADC 全球临床与技术平台创新
本轮融资由老股东君联资本与新晋投资方美团龙珠联合领投,蓝驰创投、元生创投、五源资本等多家知名新老股东跟投
2025-12-16 11:28
资讯 华东医药“双喜临门”!GLP-1/GIP双靶点减重药II期数据亮眼,MUC17 ADC创新药获FDA孤儿药认定
创新多肽类人GLP-1(胰高血糖素样肽-1)受体和GIP受体(葡萄糖依赖性促胰岛素多肽)的双靶点长效激动剂HDM1005注射液在体重管理适应症中国II期临床试验中取得了积极结果
2025-12-15 17:13
资讯 自2028年起,每年3月底前完成上年度清算,国家医保局发布《医保基金清算提质增效三年行动计划》
自2028年起,实现每年3月底前完成上年度清算,清算资金占年度医保基金拨付的3%左右,推进季度清算等创新模式。
2025-12-15 10:29
资讯 远大赛威信六价诺如疫苗研发持续推进,直指百亿元市场
该疫苗是目前全球临床进展最快的六价诺如疫苗,采用先进的重组病毒样颗粒(VLP)技术,涵盖了六个全球高流行基因型别,理论覆盖范围可超全球90%的诺如病毒流行株
2025-12-14 13:15









