Ein Team der Universität Shenzhen hat ein Modell künstlicher Intelligenz entwickelt, das anhand von Gehirnscans Neunzehnjähriger abschätzt, bei wem innerhalb der folgenden vier Jahre depressive Symptome auftreten werden. Es arbeitet mit nur einer Art von Reiz, nämlich dem menschlichen Gesicht. Die Studie wurde von Lu Chan von der Fakultät für Künstliche Intelligenz geleitet, und die Ergebnisse erschienen diesen Monat in der Fachzeitschrift Science Advances.
Depressive Störungen zählen zu den weltweit am weitesten verbreiteten psychischen Erkrankungen. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation leben rund 330 Millionen Menschen damit, und bei etwa einem Drittel von ihnen wirkt die Behandlung nicht so, wie sie sollte. Allein in China wird die Zahl der Erkrankten auf 95 Millionen geschätzt, wie aus einer landesweiten Erhebung zur psychischen Gesundheit hervorgeht, über die die Zeitung National Business Daily berichtete.
Daten aus Europa
Die chinesischen Forscher griffen auf den europäischen IMAGEN-Datensatz zurück, eine Langzeitstudie mit Jugendlichen, an der sich Krankenhäuser und Universitäten in mehreren europäischen Ländern beteiligten. Die Teilnehmenden wurden im Alter von sechzehn, neunzehn und dreiundzwanzig Jahren wiederholt untersucht. Jedes Mal wurden ihre Gehirne mittels Magnetresonanztomografie gescannt, Blutproben entnommen und Fragebögen ausgefüllt, die zeigen sollten, ob sich bei ihnen eine Depression entwickelte.
Die Forschenden wählten gezielt junge Menschen aus. Der Übergang von der Pubertät ins frühe Erwachsenenalter ist eine Phase, in der depressive Symptome schnell auftreten können. Je früher das Risiko erkannt wird, desto größer ist die Chance, etwas dagegen zu unternehmen, erklärte Lu Chan gegenüber der Global Times.
Unterscheidung von Gesichtsausdrücken
Im Alter von neunzehn Jahren absolvierten die Teilnehmenden direkt im Gerät zur Aufzeichnung der Gehirnaktivität eine Aufgabe mit emotionalen Gesichtsausdrücken. Darüber hinaus füllten sie Fragebögen zu ihrer emotionalen Verfassung aus, und das Labor wertete ihre aus dem Blut gewonnenen genetischen Daten aus. Vier Jahre später wurde der gesamte Prozess wiederholt.
Menschen ohne Depression erkennen laut Lu Chan Veränderungen im Gesichtsausdruck leicht und reagieren angemessen darauf. Auf ein Lächeln reagieren sie freundlich. Erkrankte können das nicht und nehmen viel häufiger an, dass ihr Gegenüber wütend auf sie ist. Psychologen bezeichnen dieses Phänomen als Tendenz zur negativen Informationsverarbeitung. Ein von Depression bedrohter Mensch bemerkt eher ein unangenehmes Signal, interpretiert es negativer und erinnert sich länger daran.
Das Team konzentrierte sich daher gezielt auf Wut. Ein zorniger Gesichtsausdruck vermittelt eine klare Botschaft von Bedrohung und Ablehnung – also genau von dem, womit Menschen mit Depressionen in Beziehungen die größten Schwierigkeiten haben. Auf dieser Grundlage entwickelten die Wissenschaftler ein neuronales Netz, das sie auf die Art abstimmten, wie das menschliche Gehirn Bilder verarbeitet. Ziel war es zu beschreiben, wie das Gehirn ein konkretes Gesicht in den abstrakten Begriff der Wut überführt.
Das Ergebnis zeigte eine recht deutliche Trennlinie. Neunzehnjährige Teilnehmende, deren Gehirn einzelne Emotionen schlechter unterschied und dazu neigte, in den Gesichtern ihrer Mitmenschen Wut zu sehen, litten im Alter von dreiundzwanzig Jahren deutlich häufiger unter Depressionen und Angstzuständen. Am schlechtesten erging es Menschen, deren Reaktionen auf Gesichtsausdrücke zu negativen Emotionen und Erinnerungen tendierten. Aus diesen Daten leitete das Team anschließend einen Indikator ab, der Warnsignale bei einer bestimmten Person erkennen kann. Die Vorhersagen überprüfte das Team danach anhand eines separaten Datensatzes von Patienten mit diagnostizierter Depression.
Ein gewisser Einfluss der Gene
Eine Überraschung ergab sich beim Vergleich mit den genetischen Daten. Der berechnete Indikator stand mit der Variante rs11123030 in Verbindung, die bereits in früheren Studien mit Depressionen in Zusammenhang gebracht wurde, sowie mit dem genetischen Gesamtrisiko für die Erkrankung. Angeborene Veranlagungen beeinflussen demnach offenbar auch die Art und Weise, wie ein Mensch die Emotionen anderer deutet.
Das Modell lieferte dabei zusätzliche Informationen zu dem, was sich bereits anhand familiärer Belastungen und des sozialen Umfelds abschätzen ließ. Es ersetzt diese Faktoren nicht, sondern ergänzt sie. Nach Ansicht der Autoren entsteht eine Depression somit weder ausschließlich durch Gene noch allein durch psychische Faktoren, sondern durch das Zusammenspiel von angeborener Veranlagung, Gehirnentwicklung, emotionaler Verarbeitung und Lebenserfahrungen.
Bedeutung für die KI
Lu Chan sieht darin auch außerhalb der Medizin einen Nutzen. Künstliche Intelligenz, die auf die tatsächliche Aktivität des Gehirns abgestimmt und durch kleine Eingriffe in ihre Parameter getestet wird, kann nicht nur Vorhersagen treffen, sondern auch erklären, wie die jeweilige Verzerrung entsteht. Daraus ergibt sich eine Empfehlung für die Entwicklung von Systemen, die mit Emotionen arbeiten sollen. Nach Ansicht der Autoren sollten sie sich nicht damit begnügen, Gesichtsausdrücke in einige festgelegte Kategorien einzuordnen. Sie sollten feine Details beachten und darauf achten, dass ihre eigenen Erwartungen nicht beeinflussen, was sie gerade sehen. Genau an diesem Punkt entstehen nämlich Fehler, die wir auch von Menschen kennen.
Die Autoren weisen darauf hin, dass die Ergebnisse bislang ausschließlich für europäische Jugendliche gelten. Bevor das Modell zu einem Werkzeug für die Praxis wird, muss es bei Menschen mittleren und höheren Alters sowie bei weiteren ethnischen Gruppen überprüft werden.
Quelle: scmp.com
