Virtual-Reality-Spiel könnte zur Früherkennung von Schizophrenie beitragen

Die Projektpartner entwickelten künstliche Intelligenz zur Interaktion mit Patienten, die an sozialen Pathologien wie Schizophrenie leiden. Diese Technologie könnte einen zuverlässigen, flexiblen und kostengünstigen Ansatz darstellen, Schizophrenie bei Patienten aller Altersgruppen zu diagnostizieren und die Behandlung dieser Erkrankung zu überwachen.

Im Mittelpunkt der kürzlich durchgeführten Studie, die am 1. Februar 2017 in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht wurde, stand eine Koordinationsaufgabe, die als Spiegelspiel bezeichnet wurde. Bei diesem Spiel mussten die Patienten einen auf einem Bildschirm angezeigten Computer-Avatar bzw. einen humanoiden „Roboterpartner“ imitieren. Indem es Einschränkungen bei den Bewegungen und der sozialen Interaktion der Patienten aufzeigt, können mit dem Spiel Anzeichen für Schizophrenie mit hoher Genauigkeit erkannt werden.

„Lediglich zu untersuchen, wie sich Menschen bewegen und auf andere reagieren, mag wie eine zu einfache Methode wirken, um einen Patienten mit einer so schweren Erkrankung zu diagnostizieren – doch unseren Ergebnissen zufolge steht sie den aktuell eingesetzten, deutlich teureren Neuroimaging-Verfahren in nichts nach“, erläuterte Dr. Piotr Słowiński, leitender Autor der Studie und wissenschaftlicher Mitarbeiter für Mathematik an der Universität Exeter.

Das Spiegelspiel

Die Studienteilnehmer wurden gebeten, das Spiel zunächst eigenständig zu spielen und eine Kugel an einem Faden entlangzuführen, an dem sie befestigt war. Anschließend sollten sie der Bewegung folgen, die von einem Computer-Avatar vorgegeben wurde. Anhand der aufgezeichneten Bewegungsdaten wurden Änderungen der Bewegungsgeschwindigkeit und der interpersonellen Koordination erkennbar.

Später wurden die Daten mithilfe statistischer Lernverfahren analysiert, wobei verschiedene Merkmale berücksichtigt und überwiegende Eigenschaften gezählt wurden. In den Ergebnissen wurde mit einer Genauigkeit von 93 % und einer Spezifität von 100 % zwischen Schizophreniepatienten und Teilnehmern aus der Kontrollgruppe unterschieden. Das Spiel wurde mit einem humanoiden iCub-Roboter wiederholt, um die Ergebnisse zu validieren.

Der Spiegeltest ist genauer als aktuelle Verfahren, die auf Bewertung der Motorik beruhen, und darüber hinaus auch schneller durchführbar, kostengünstiger und weniger invasiv. Zudem ist er, da er wie ein Spiel wirkt, besonders als Diagnoseverfahren für Kinder sinnvoll.

Die nächsten Schritte

Bei Schizophrenie handelt es sich um eine schwere Hirnstörung, von der weltweit 21 Mio. Menschen betroffen sind. Die Symptome können unter anderem Wahnvorstellungen und akustische Halluzinationen umfassen. Obwohl inzwischen wirksame Behandlungsverfahren existieren, kann diese Erkrankung das alltägliche Leben stark beeinträchtigen und zu Problemen im Berufsleben und bei zwischenmenschlichen Beziehungen führen. Frühzeitige Untersuchungen sind für bessere Prävention und Behandlung von entscheidender Bedeutung – hier setzte das ALTEREGO-Projekt an, das im Jahr 2016 abgeschlossen wurde und dessen Ergebnisse sich in Zukunft als äußert wertvoll erweisen könnten.

„Wir befinden uns zwar noch am Anfang unserer Arbeit, doch wir sind zuversichtlich, dass klinische Studien bestätigen werden, dass der Spiegeltest eine zuverlässige, flexible und vor allem kostengünstige Methode darstellen könnte, um Schizophrenie bei Patienten aller Altersgruppen und in allen Stadien der Erkrankung zu diagnostizieren und die Behandlung zu überwachen“, schließt Dr. Piotr Słowiński.

Weitere Informationen:
ALTEREGO-Projektwebsite