Kỹ thuật phát hiện sớm tự kỷ mới phân tích cách trẻ em quét khuôn mặt

Kỹ thuật phát hiện sớm tự kỷ mới phân tích cách trẻ em quét khuôn mặt
Một đứa trẻ bị rối loạn phổ tự kỷ quét khuôn mặt khác nhau. (Shutterstock)

Hãy tưởng tượng rằng con trai Tommy của bạn sắp bước sang tuổi hai. Anh ấy là một cậu bé nhút nhát và ngọt ngào, nhưng hành vi của anh ấy có thể không thể đoán trước. Anh ta nổi cơn thịnh nộ tồi tệ nhất, đôi khi khóc và la hét không nguôi trong một giờ. Những thay đổi nhỏ nhất trong thói quen có thể ném anh ta đi.

Đây có phải là một trường hợp xấu của cái gọi là Twos khủng khiếp Twos? Bạn có nên cho Tommy một chút thời gian để trưởng thành trong giai đoạn này? Hoặc, là những dấu hiệu của rối loạn phổ tự kỷ (ASD) - rối loạn phát triển thần kinh ảnh hưởng đến khoảng hai phần trăm dân số, tương đương với khoảng một hoặc hai đứa trẻ trên một chiếc xe buýt đầy đủ của trường? Và bạn sẽ tìm ra như thế nào?

Nhóm nghiên cứu của chúng tôi tại Khoa Toán ứng dụng tại Đại học Waterloo đã phát triển một kỹ thuật phát hiện ASD mới giúp phân biệt các kiểu mắt khác nhau để giúp các bác sĩ phát hiện nhanh hơn và chính xác ASD ở trẻ em.

Chúng tôi đã làm điều này bởi vì có rất nhiều lợi ích của chẩn đoán và can thiệp ASD sớm. Các nghiên cứu đã tìm thấy rằng các can thiệp được thực hiện trước bốn tuổi có liên quan đến lợi ích đáng kể trong nhận thức, ngôn ngữ và hành vi thích ứng. Tương tự, các nhà nghiên cứu đã liên kết việc thực hiện các can thiệp sớm trong ASD với những cải thiện về kỹ năng sống hàng ngày và hành vi xã hội. Ngược lại, chẩn đoán muộn là liên quan đến sự gia tăng căng thẳng của cha mẹ và trì hoãn can thiệp sớm, điều này rất quan trọng đối với kết quả tích cực theo thời gian.

Các can thiệp ASD hiện tại

Các triệu chứng của ASD thường xuất hiện trong hai năm đầu đời và ảnh hưởng đến khả năng hoạt động xã hội của trẻ. Mặc dù phương pháp điều trị hiện tại khác nhau, hầu hết các can thiệp tập trung vào quản lý hành vi và cải thiện các kỹ năng giao tiếp và xã hội. Bởi vì khả năng thay đổi của trẻ càng lớn, trẻ có thể mong đợi kết quả tốt nhất nếu chẩn đoán và can thiệp được thực hiện sớm trong cuộc sống.

Đánh giá ASD bao gồm một kiểm tra y tế và thần kinh, một câu hỏi chuyên sâu về lịch sử, hành vi và sự phát triển của gia đình trẻ hoặc đánh giá từ một nhà tâm lý học.

Thật không may, những phương pháp chẩn đoán này không thực sự thân thiện với trẻ mới biết đi và có thể tốn kém. Người ta có thể tưởng tượng rằng trẻ em dễ dàng nhìn vào một cái gì đó, như khuôn mặt hoạt hình của một con chó, hơn là trả lời các câu hỏi trong một câu hỏi hoặc được đánh giá bởi một nhà tâm lý học.

Toán học như kính hiển vi mới

Bạn có thể tự hỏi: các nhà toán học phải làm gì với phát hiện tự kỷ?

Đây thực sự là một ví dụ về nghiên cứu liên ngành mà nhóm chúng tôi tham gia. Chúng tôi sử dụng toán học như một kính hiển vi để hiểu sinh học và y học. Chúng tôi xây dựng mô hình máy tính để mô phỏng tác dụng của các loại thuốc khác nhau và chúng tôi áp dụng các kỹ thuật toán học để phân tích dữ liệu lâm sàng.

Chúng tôi tin rằng toán học có thể phân biệt khách quan giữa các hành vi của trẻ mắc ASD với các đối tác về hình thái thần kinh của chúng.

Chúng ta biết rằng các cá nhân mắc ASD khám phá và quét khuôn mặt của một người khác với các cá nhân thần kinh. Khi phát triển kỹ thuật mới để phát hiện các kiểu nhìn bằng mắt, chúng tôi đã đánh giá trẻ em 40, chủ yếu là trẻ bốn hoặc năm tuổi. Khoảng một nửa số trẻ em này có kiểu hình thần kinh, trong khi những đứa trẻ khác mắc ASD. Mỗi người tham gia được hiển thị các bức ảnh 44 của các khuôn mặt trên màn hình, được tích hợp vào một hệ thống theo dõi bằng mắt.

Thiết bị hồng ngoại đã giải thích và xác định các vị trí trên các kích thích mà mỗi đứa trẻ đang nhìn qua sự phát xạ và phản xạ sóng từ mống mắt.

Kỹ thuật phát hiện sớm tự kỷ mới phân tích cách trẻ em quét khuôn mặt
|Khi nhìn vào khuôn mặt của một người, một đứa trẻ có kiểu hình thần kinh tập trung nhiều vào mắt trong khi một đứa trẻ mắc ASD tập trung nhiều hơn vào miệng. (Shutterstock)

Mô hình chuyển động của mắt

Các hình ảnh được tách thành bảy khu vực chính - mà chúng tôi đặt tên là các tính năng - trong đó những người tham gia tập trung ánh mắt của họ: dưới mắt phải, mắt phải, dưới mắt trái, mắt trái, mũi, miệng và các phần khác của màn hình. Chúng tôi đã sử dụng bốn khái niệm khác nhau từ phân tích mạng để đánh giá mức độ quan trọng khác nhau của trẻ em được đặt trên các tính năng này.

Chúng tôi không chỉ muốn biết những người tham gia đã dành bao nhiêu thời gian để xem từng tính năng, chúng tôi còn muốn biết họ di chuyển mắt và quét khuôn mặt như thế nào.

Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu đã biết rằng khi nhìn vào khuôn mặt của một người, một đứa trẻ thần kinh tập trung nhiều vào mắt trong khi một đứa trẻ mắc ASD tập trung nhiều hơn vào miệng. Hơn nữa, một đứa trẻ bị ASD cũng quét khuôn mặt khác nhau. Khi chuyển sự tập trung của họ từ mắt của ai đó sang cằm của họ, ví dụ, một đứa trẻ có kiểu hình thần kinh có khả năng di chuyển mắt nhanh hơn và thông qua một con đường khác so với một đứa trẻ mắc ASD.

Quy trình chẩn đoán thân thiện với trẻ em

Mặc dù chưa thể vào văn phòng bác sĩ và yêu cầu xét nghiệm này, chúng tôi hy vọng rằng nghiên cứu này cuối cùng có thể làm cho quá trình chẩn đoán giảm bớt căng thẳng cho trẻ em.

Để sử dụng công nghệ này sẽ cần có thiết bị theo dõi mắt hồng ngoại, có sẵn trên thị trường, cộng với kỹ thuật phân tích mạng của chúng tôi. Chúng tôi đã giải thích các thuật toán để bất kỳ nhà phát triển phần mềm nào muốn, về mặt lý thuyết, có thể thực hiện chúng.

Bằng cách loại bỏ một số rào cản trong chẩn đoán sớm, chúng tôi hy vọng rằng nhiều trẻ em mắc ASD có thể được can thiệp sớm, dẫn đến chất lượng cuộc sống được cải thiện và độc lập hơn trong dài hạn.

Về các tác giả

Anita Layton, Canada Chủ tịch nghiên cứu 150 về Sinh học và Y học toán học; Giáo sư toán ứng dụng, dược và sinh học, trường đại học Waterloo và Mehrshad Sadria, thí sinh M. Math, Khoa Toán ứng dụng, trường đại học Waterloo

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

theo dõi Nội bộ trên

facebook-iconbiểu tượng twitterbiểu tượng rss

Nhận tin mới nhất qua email

{Emailcloak = off}