2017年10月31日 12時32分 サイエンス

自殺願望を持つ人を91％の精度で特定するプログラムを開発、脳スキャンと機械学習を活用

By Fred Mouniguet



脳スキャンに基づいて自殺願望を持つ人々を特定することが可能なコンピュータープログラムが開発されました。開発に携わった研究者は、現時点では研究の規模が小さいものの、このプログラムが将来的に人間の精神的健康状態を診断するために使うことができるようになると語っています。



Machine learning of neural representations of suicide and emotion concepts identifies suicidal youth | Nature Human Behaviour

https://www.nature.com/articles/s41562-017-0234-y





Algorithm can identify suicidal people using brain scans - The Verge

https://www.theverge.com/2017/10/30/16570148/neuroscience-suicide-mental-health-brain-imagining-fmri-machine-learning-algorithm



世界保健機関(WHO)によると、毎年約80万人が自殺により命を絶っており、この数字は40秒ごとに世界のどこかで誰かが自殺しているということになるそうです。しかし、自殺を予測することは非常に困難なことでもあります。そんな自殺問題について取り組んだある研究が、Natureで公開されました。



この研究では、自殺願望を持つ人と持たない人の脳活動に違いがあるのかを確かめるために、被験者を自殺願望の有無で2つのグループに分け、被験者に「悪」や「称賛」といった言葉について考えてもらい、その際の脳活動を観察するという実験を行っています。そして、この実験で得られたデータを基にして、「91％の精度で自殺願望を持つ人を当てるアルゴリズム」の開発に成功しています。さらに、このアルゴリズムは94％の精度で自殺を試みたことがあるかどうかを当てることもできるそうです。



研究グループが開発したアルゴリズムは完璧というわけではなく、医療検査が必要だそうです。また、脳スキャンには多額のコストがかかるため、この手法が広く普及することにはならないだろう、と海外ニュースメディアのThe Verge。ただし、カーネギーメロン大学の心理学者であるマルセル・ジャスト氏は、「追加のオプションとしてこういった手法があることは喜ばしいことだ」と語っています。



By jesse orrico



実験には、自殺願望を持つ17人と持たない17人の合わせて34人が被験者として参加しています。被験者は全員がfMRIを利用して脳波をスキャンしており、スキャン時にはポジティブな言葉(例：至福)、ネガティブな言葉(例：残虐)、死につながるような言葉(例：自殺)を30語ほど読んでもらったそうです。



ジャスト氏によると、人間が何かしらの物事について考える際、脳のニューロンは特定のパターンで発火するそうです。例えば、「ハンマー」という言葉に対しては常に同じパターンでニューロンが発火するようになっており、別の単語に対しては、また別のパターンでニューロンが発火するようになっているというわけ。ニューロンの発火パターンを測定することは、活性化した脳の領域だけを見るような他の脳研究よりもはるかに正確な情報が得られるとのことです。



今回の研究では自殺願望を持つ人のニューロン発火パターンを特定するため、2つのグループのニューロン発火パターンを比較。すると、「死」「トラブル」「気晴らし」「良い」「称賛」「残虐」といった6つの単語に対する反応パターンが大きく異なっていることが明らかになったそうです。そこで、機械学習アルゴリズムを用い、被験者の脳が各単語に対して起こすニューロン発火パターンがどういったものかを分析。そして、脳波を検査された被験者が「自殺願望を持つ人」なのか「そうではない人」なのかを予測できるようなプログラムを開発することに成功したというわけ。プログラムは91％の精度で自殺願望を持つ人と持たない人を識別することに成功しており、同様の機械学習アルゴリズムを用いて「自殺を試みたことがある人」と「ない人」を識別するアルゴリズムも開発しており、94％の精度で識別に成功しています。



By Ken Treloar



トロント大学の神経科学者であるブレイク・リチャーズ氏は、実験結果は非常に興味深いものであるものの、「誰かが自殺するかどうかには、間違いなく生物学的基礎があります。我々の精神生活のすべての面にも生物学的基盤が存在しますが、臨床現場で使用できる信頼性の高いテストを実際に開発するには、生物学的基礎がfMRIによって十分に利用可能かどう疑問を持つ必要があります」と語っており、実際の診断に役立てられるものかは現時点では不明であるとしています。



また、実験に参加した研究者たちも、被験者の数が少なすぎることを認めています。それでも、将来的に自殺願望を持つ人を診断したり、精神障害の治療が機能しているかを確認したりするためにプログラムを使用することができるようになると考えており、そのためにより多くの被験者を集めた研究を行うことを計画しているそうです。

