Ученые нашли способ диагностировать коронавирус по голосу — Naked Science
7 минут
Мария Азарова

Ученые нашли способ диагностировать коронавирус по голосу

4.2

Исследование обнаружило потенциальные «вокальные» биомаркеры Covid-19, которые в перспективе помогут выявить заболевание еще до появления симптомов.

Определить коронавирус по голосу
Ученые обнаружили вокальные биомаркеры Covid-19 / © Bryan Mastergeorge

Инфекционные болезни действительно влияют на весь организм: в частности, они меняют тон, громкость и многие другие характеристики наших голосов. К такому выводу пришли сотрудники Лаборатории Линкольна при Массачусетском технологическом институте, которые обнаружили изменения в голосе бессимптомных носителей коронавируса SARS-CoV-2 — настолько тонкие, что люди не обращали на них внимание.

По словам авторов исследования, которое опубликовано в журнале IEEE Open Journal of Engineering in Medicine and Biology, эти «вокальные» биомаркеры были обусловлены тем, что коронавирусная пневмония влияет на дыхательную систему, гортань и, как следствие, весь артикуляционный аппарат и мышцы, задействованные в говорении. «Наш подход основан на сложности нейромоторной координации между речевыми подсистемами, участвующими в дыхании, фонации (использование гортани для порождения звука. — Прим. ред.) и артикуляции. Это обусловлено различной природой Covid-19, проявляющейся в бронхах, диафрагме, трахее, гортани, глотке, полостях рта и носа, а также доказательствами неврологических проявлений вируса», пишут авторы статьи.

Несмотря на то что исследование еще находится на ранних стадиях, первоначальные результаты мотивируют на более подробное изучение, отмечают ученые. Кроме того, их выводы могут лечь в основу разработки мобильных приложений для скрининга людей на предмет коронавирусного заболевания, особенно тех, у кого нет симптомов.

Глава научной группы Томас Кватиери (Thomas Quatieri) и ранее руководил исследованиями в этой области: его внимание было сосредоточено на выявлении голосовых биомаркеров неврологических расстройств, таких как боковой амиотрофический склероз (БАС) и болезнь Паркинсона. Эти и многие другие заболевания влияют на способность человеческого мозга превращать мысли в слова — и подобные изменения обнаруживают посредством обработки речевых сигналов.

С началом пандемии Covid-19 команда задалась вопросом: а могут ли «вокальные» биомаркеры существовать и у заразившихся коронавирусом? Судя по первичным симптомам болезни — когда человек испытывает трудности с дыханием, у него возникают сухой кашель, одышка, — это вполне реально. Воспаление в дыхательной системе влияет на интенсивность выдыхания воздуха, когда больной говорит, этот воздух взаимодействует с сотнями других потенциально воспаленных мышц на пути к производству речи. Таким образом, меняются тон голоса, резонанс, громкость и так далее — а все эти параметры можно измерить и использовать как комплекс биомаркеров, решили ученые.

Во время экспериментов они тщательно сравнивали записи речей знаменитостей, заболевших Covid-19, но еще не проявлявших симптомов, и их же интервью, когда они точно были здоровы (ролики «до» и «после» находили на YouTube). Затем авторы работы применили алгоритмы для извлечения параметров голосовых сигналов из каждой аудиозаписи. Как предположили ученые, коронавирусная инфекция провоцирует сопряжение мышц, что приводит к их затрудненному движению. В результате сокращается разнообразие звуковых сигналов. «Представьте, что эти речевые подсистемы — запястья и пальцы опытного пианиста; как правило, движения независимы и сложны, — объясняет Кватиери. — Теперь представьте, что запястья и пальцы будто бы слипаются и действуют как одно целое. Это заставит пианиста сыграть более простую композицию».

По итогам анализа исследователи обнаружили, что речевые движения заболевшего Covid-19 упрощались по сравнению с его речью до этого. Связь между движением гортани и артикуляцией была менее заметной. Таким образом, согласно предварительным результатам, «вокальные» биомаркеры могут говорить о том, что человек заражен коронавирусом.

Конечно, для окончательного подтверждения этой гипотезы потребуется больше данных: сейчас авторы исследования работают с базой Университета Карнеги — Меллона, содержащей аудиозаписи голосов людей, тест которых дал положительный результат на Covid-19.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

8 часов назад
7 минут
Ольга Иванова

Антрополог из Цюрихского университета Ицхак Бен Мокко провел исследование, посвященное человеческим репродуктивным привычкам. В частности, он попытался ответить на вопрос, почему люди предпочитают заниматься сексом наедине, в то время как почти все остальные животные делают это в присутствии сородичей.

3 августа
4 минуты
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

10 часов назад
30 минут
Редакция

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 часа назад
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: