Un gruppo di studio interdisciplinare dell’Università di Ginevra (UNIGE), Svizzera, ha sviluppato un algoritmo di intelligenza artificiale (AI) basato sull’analisi automatizzata di video, che permette di studiare la comunicazione non verbale dei bambini in modo anonimo e standardizzato. Facile da usare, questa tecnologia ha classificato correttamente l’80% dei casi da brevi video che mostrano un bambino con o senza autismo sotto i 5 anni che gioca con un adulto.
Gli individui affetti da disturbo dello spettro autistico presentano spesso problemi di comunicazione e difficoltà nelle interazioni sociali. Sebbene molto frequente, questo disturbo è difficile da diagnosticare prima dei cinque anni. Tuttavia, le cure precoci possono compensare queste difficoltà fornendo interventi comportamentali specifici focalizzati sullo sviluppo delle abilità colpite dall’autismo.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Scientific Reports.
Analisi automatizzata di video: ecco come funziona la diagnosi precoce del disturbo dello spettro autistico
Il disturbo dello spettro autistico coinvolge un bambino 54 ed è caratterizzato da difficoltà nelle interazioni sociali, abilità comunicative alterate e dalla presenza di comportamenti ripetitivi e interessi ristretti. Di conseguenza, i bambini con autismo hanno spesso difficoltà a seguire un curriculum scolastico standard.
“Tuttavia, se la diagnosi viene fatta prima dei 3 anni, è spesso possibile compensare questi ritardi nello sviluppo. Interventi comportamentali specifici possono infatti cambiare completamente le loro traiettorie di acquisizione delle competenze e consentire loro di integrare una scuola ordinaria”, ha dichiarato Marie Schaer, professoressa presso il Dipartimento di Psichiatria della Facoltà di Medicina dell’UNIGE e autore senior dello studio. La sfida risiede quindi nella diagnosi precoce, poiché l’autismo viene diagnosticato troppo spesso troppo tardi, dopo i 3 anni.
L’autismo è caratterizzato da una comunicazione non verbale che differisce da quella di un bambino a sviluppo tipico. “Differisce su diversi punti, come la difficoltà di stabilire un contatto visivo, sorridere, indicare gli oggetti o il modo in cui sono interessati a ciò che li circonda“, afferma Nada Kojovic, ricercatrice del team di Marie Schaer e prima autrice dello studio. “Questo è il motivo per cui abbiamo progettato un algoritmo utilizzando l’intelligenza artificiale che analizza i movimenti dei bambini in video e identifica se sono caratteristici o meno del disturbo dello spettro autistico”.
Per un periodo di tre anni, gli scienziati, supportati dal Centro nazionale svizzero di competenza nella ricerca (NCCR) Synapsy, hanno sviluppato questo algoritmo, che mira a classificare i video basandosi esclusivamente sui movimenti del bambino quando interagisce con un’altra persona. Per fare ciò, hanno prima utilizzato una tecnologia chiamata OpenPose, sviluppata presso la Carnegie Mellon University.
Questa tecnologia di visione artificiale estrae gli scheletri di persone in movimento catturati in un video e consente l’analisi dei gesti rimuovendo tutte le caratteristiche che potrebbero essere discriminanti (età, sesso, ambiente, ecc.), mantenendo solo le relazioni degli scheletri nello spazio e nel tempo. Il team di ricerca dell’UNIGE ha quindi sviluppato il proprio algoritmo AI su misura per rilevare l’autismo e lo ha testato su 68 bambini con sviluppo tipico e 68 bambini con autismo, tutti sotto i cinque anni.
“Abbiamo diviso ogni gruppo in due: i primi 34 di ogni gruppo hanno ‘addestrato’ la nostra intelligenza artificiale a differenziare il comportamento non verbale dei bambini con e senza autismo. Gli altri poi ci hanno aiutato a testarne l’accuratezza. Abbiamo anche effettuato una valutazione su 101 altri bambini”, ha spiegato Thomas Maillart.
L’intelligenza artificiale ha setacciato i video di bambini che giocano liberamente con un adulto. “Non esiste uno scenario prestabilito. Si tratta di analizzare liberamente il comportamento non verbale dei bambini, fornendo loro vari oggetti che consentiranno di determinare la presenza o l’assenza di un disturbo autistico”, ha specificato Nada Kojovic.
I risultati mostrano che l’intelligenza artificiale effettua una classificazione accurata dell’autismo in oltre l’80% dei casi. “Si tratta di un ottimo risultato, entusiasma Marie Schaer. In 10 minuti, infatti, possiamo ottenere un primo screening accessibile a chiunque, ovunque viva. Ciò consentirebbe ai genitori preoccupati per i propri figli piccoli di ottenere una prima valutazione automatizzata dei sintomi dell’autismo. Ovviamente non è perfetto, ma potrebbe costituire un primo passo per essere confermato da un consulto con uno specialista.” Gli studi dimostrano che spesso passa più di un anno tra le prime preoccupazioni dei genitori e il loro invio a una consulenza specializzata.
Inoltre, questa analisi video automatizzata offre il completo anonimato. “Questo è prezioso, non solo per lo scambio di video tra specialisti per affinare una diagnosi, ma anche per la formazione degli studenti”, continua il ricercatore ginevrino.
Va notato che questa tecnologia non richiede alcun intervento diretto sul bambino. “L’installazione di sensori di movimento richiede tempo e delicatezza; può anche disturbare i bambini e influenzare i risultati. Qui, l’analisi basata sulla visione artificiale non è invasiva”, afferma Nada Kojovic. Inoltre, non richiedendo alcuna configurazione specifica, l’algoritmo può essere utilizzato per analizzare i video registrati in passato, un chiaro vantaggio ai fini della ricerca.
L’obiettivo del team multidisciplinare è ora quello di rendere questa intelligenza artificiale disponibile a tutti. “Ora desideriamo sviluppare un’applicazione che permetta un’analisi simile con un video di soli 10 minuti girato con uno smartphone”, conclude Thomas Maillart.
Sarebbe meraviglioso avere questo strumento