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

诺和诺德与阿里健康启动战略合作,助力慢病管理数字化升级
2025年6月16日,诺和诺德与阿里健康宣布达成战略合作。在国家持续推进“体重管理年”行动的背景下,双方将依托诺和诺德百余年深耕慢病领域的专业经验和创新治疗方案,以及阿里健...
2025-06-16 14:58

治疗阿尔茨海默病国产新药断货与思考
近日,许多患者家属反映买不到治疗阿尔茨海病的新药甘露特钠胶囊,经过了解,也证实该药在许多医院和药店确实“断货”,作为中国治疗阿尔茨海默病处方量最大的药物之一,也是目...
文/上海市精神卫生中心肖世富 广州医科大学附属第二医院刘军 北京和睦家医院李慧英 2025-06-16 11:35

连续第四年,2025年纠正医药购销领域和医疗服务中不正之风工作要点发布
发挥穿透式审计监督优势,加强医药行业专项审计。打通从原材料采购、药品耗材生产、招标采购的监管通路,将监管重点向生产端覆盖。探索建立药品生产加工到流通使用全过程可追溯...
2025-06-13 22:55

国家卫健委:人间传染的高致病性病原微生物实验活动审批管理办法
本办法适用于三级、 四级实验室从事《人间传染的病原微生物目录》 规定的应当在三级、 四级实验室开展的人间传染的高致病性病原微生物或者疑似高致病性病原微生物实验活动的审批。
2025-06-13 22:34

半年融资超2亿元,美创医疗攻克“卡脖子”技术
此次融资将加速美创医疗在医用植入级ePTFE材料产线建设、创新产品研发及商业化推广上的布局,助推中国高端医疗器械真正实现进口替代。
2025-06-13 13:22

拟再易主,派林生物或变为央企控股企业
日前,派林生物发布公告称,中国生物技与派林生物控股股东共青城胜帮英豪投资合伙企业(简称“胜帮英豪”)签署收购框架协议,拟受让后者持有的21 03%股份。若本次交易顺利推进...
2025-06-13 12:43

依视路®星趣控®亮相Vision China 2025,重磅发布依视路®星趣控®2.0镜片
在2025年视觉健康创新发展国际会议(Vision China)期间,儿童青少年近视管理品牌依视路®星趣控®重磅发布全“星”一代儿童青少年解决方案——依视路®星趣控®2 0镜片
2025-06-13 11:28

景嘉航完成数千万元天使轮融资,专注新型靶向放射性药物开发
近日,杭州景嘉航生物医药科技有限公司(AB-RayBio Therapeutics,简称“景嘉航”)完成数千万元人民币的天使轮融资,由杭实资管领投,正
2025-06-13 10:53

CDE:已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如何申请组合包装?
已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如申请组合包装,应通过什么途径提出申请,申报资料有什么要求?
2025-06-12 21:44

赛诺菲加速尼塞韦单抗全球发货,提前数月助力医务工作者应对今年RSV流行季
赛诺菲将于2025年第三季度初启动尼塞韦单抗的全球发货工作,以确保在2025-2026年呼吸道合胞病毒流行季来临前,实现广泛供应。
2025-06-12 17:31

CDE发布《先进治疗药品的范围、归类和释义(征求意见稿)》
本文件所称先进治疗药品,是指符合药品相关管理规定,按照药品的路径进行研制、生产、经营、 使用和监管,且经体外操作生产并在人体内发挥预期功能的细胞治疗药品、基因治疗药...
2025-06-11 22:06

安图生物注销了一控股子公司
近日,安图生物发布公告称,公司控股子公司安图莫比已完成注销手续,该公司是安图生物与Mobidiag Oy(以下简称Mobidiag)在6年前成立的合资企业,伴随着注销,如今正式落幕。
2025-06-11 15:25

因美纳发布2024年度企业社会责任报告,持续释放基因组学的力量
报告重点阐述了因美纳在推动精准医疗更加可及、赋能公众与社群、在业务中践行可持续发展、尽责运营和秉持诚信领导原则等方面的持续努力。
2025-06-11 14:21

破解传统疗法局限,华东医药脂溢性皮炎外用制剂国内III期临床获批
由中美华东申报的一项评价0 3%罗氟司特泡沫(ZORYVE®)在脂溢性皮炎患者中有效性和安全性的多中心、随机、双盲、赋形剂平行对照的III期临床试验申请获得批准。
2025-06-11 09:57

医药领域有哪些新探索,中办 国办关于深入推进深圳综合改革试点深化改革创新扩大开放的意见
深化药品医疗器械审评审批制度改革,提升口岸药品监管和检验检测能力。完善临床急需进口药品、医疗器械使用及监督管理制度,探索将国际新药临床真实世界数据用于进口药品注册上...
2025-06-10 22:13

默克治疗腱鞘巨细胞瘤的药物匹米替尼上市许可申请获受理
基于III期MANEUVER研究的阳性数据,这是Pimicotinib这一潜在“同类最优”TGCT治疗药物的全球首个申报
2025-06-10 14:25