Голос выдаёт возраст мозга: «речевые часы» по записи речи совпали с МРТ, ДНК и анализом крови

Чтобы узнать, насколько быстро стареет мозг, сегодня нужна томография, анализ ДНК или специальные анализы крови. Это дорого, долго и доступно далеко не везде. Международная команда под руководством Глобального института здоровья мозга и Тринити-колледжа в Дублине предложила другой источник сведений — обычную речь. Их «речевые часы» по записи голоса оценивают биологический возраст, и расхождение с паспортным совпадает со множеством признаков старения организма.

Почему голос что-то знает о мозге

Когда человек говорит, одновременно работают дыхание, мышцы голосовых складок, слуховая обратная связь и сложные языковые и мыслительные сети мозга. Сбой в любом звене отражается на речи: меняются паузы, темп, высота голоса, бедность или богатство словаря. Отдельные такие признаки изучали и раньше. Новая работа собрала их вместе.

Как устроены «речевые часы»

Алгоритм машинного обучения анализирует сотни параметров речи. Акустические — высоту голоса, темп и ритм, длину пауз, тембр, эмоциональную окраску. Языковые — разнообразие словаря, плотность смысла, связность и сложность фраз, общий объём сказанного. Из всего этого модель выводит возраст говорящего.

Дальше важна разница. Если голос звучит старше паспортного возраста, речевые часы спешат; если моложе — отстают. Эту разницу авторы называют «речевым разрывом возраста» и проверяют, с чем она связана.

Кто участвовал

Исследования биомаркеров деменции десятилетиями проводились в основном на жителях Северной Америки и Западной Европы. Здесь выборку взяли другую: 2928 испаноговорящих участников из Аргентины, Чили, Колумбии, Мексики и Перу. Среди них были пожилые люди без нарушений мышления, люди с умеренным когнитивным снижением — когда память и мышление слабеют сильнее возрастной нормы, но до деменции не доходят, — пациенты с болезнью Альцгеймера и с лобно-височной деменцией — формой, при которой в первую очередь страдают поведение и речь.

Что совпало с речевыми часами

• Мозг. У тех, чей голос звучал старше, на МРТ чаще находили истончение коры и ослабленные связи между областями мозга.
• ДНК. Речевой разрыв совпадал с ускоренным старением по трём независимым эпигенетическим часам — оценкам возраста по химическим меткам на ДНК.
• Кровь. У пациентов с болезнью Альцгеймера ускоренное речевое старение сопровождалось повышенным уровнем белка p-tau217 в плазме, одного из самых чувствительных маркеров этой болезни.
• Мышление. Чем больше разрыв, тем хуже планирование, рабочая память и самостоятельность в быту — даже в заданиях, где речь не участвует.

Речевые часы различали и диагнозы. Наименьший разрыв был у здоровых, больше — при умеренном когнитивном снижении, ещё больше — при болезни Альцгеймера и лобно-височной деменции.

Бедность тоже слышна

Самая неожиданная находка касается не биологии, а условий жизни. И у здоровых, и у больных голос звучал заметно старше у тех, кто всю жизнь жил в трудных обстоятельствах: с меньшим образованием, нехваткой еды, плохим доступом к врачам, финансовой нестабильностью. Социальная среда, судя по данным, оставляет след в том, как человек говорит.

«Голос, по всей видимости, несёт гораздо больше сведений о старении, чем считалось», — говорит старший автор работы, профессор Тринити-колледжа Агустин Ибаньес. По его словам, речевые часы, возможно, вместе с биомаркерами, однажды смогут дополнить куда более дорогие способы оценки старения.

Зачем это знать

Главное обещание работы — доступность. Томограф, генетическая лаборатория и анализ на p-tau217 есть далеко не в каждом городе, а записать речь можно на телефон. Если результат подтвердится, оценка старения мозга станет возможной там, где сейчас её не делают вовсе, — в сельских районах и небогатых странах.

Ибаньес формулирует это так: сведения, которые обычно добывают совсем разными и дорогими измерениями — возраст мозга, эпигенетическое старение, мышление, признаки болезни Альцгеймера, условия жизни, — по крайней мере отчасти сходятся в том, как человек говорит. «Если это подтвердится в долгих наблюдениях и на разных группах людей, речь может стать одним из самых масштабируемых инструментов для слежения за здоровым и ускоренным старением», — считает он.

Границы

Авторы подчёркивают: это исследовательская разработка, а не готовый диагностический тест. Данные собраны одномоментно, поэтому пока неизвестно, предскажут ли «постаревшие» голоса будущее снижение памяти и мышления раньше симптомов. Для этого нужны многолетние наблюдения. Кроме того, все участники говорили по-испански, и как модель поведёт себя на других языках, ещё предстоит проверить.