Schizofrenia jest chorobą powodującą nieprawidłowe postrzeganie i interpretowanie otaczającego nas świata. Jej objawy pojawiają się nagle lub stopniowo, aby w sposób przewlekły towarzyszyć choremu przez resztę życia, dotykając większości obszarów jego funkcjonowania. Statystyki GlobalData sugerują, że nawet 1/3 przypadków schizofrenii jest mylnie diagnozowana jako choroba dwubiegunowa, zaburzenia schizotypowe lub schizoafektywne. Choć wczesna diagnoza pozwala na zapewnienie pacjentom najbardziej efektywnej opieki – zarówno farmakoterapii, jak i pomocy psychologicznej – jej postawienie wymaga specjalistycznej wiedzy i wnikliwych badań. Do dziś nie posiadamy metody przynoszącej jednoznacznej odpowiedzi dotyczącej diagnozy schizofrenii. Jednak wskazówek mogą wkrótce dostarczyć ruchy gałek ocznych.
Na skomplikowany obraz kliniczny schizofrenii składają się objawy pozytywne i negatywne. Podczas gdy objawy negatywne obejmują różnorodne deficyty (w tym zaburzenia poznawcze i zaburzenia afektu), objawy pozytywne ujawniają się w postaci halucynacji, urojeń czy niezrozumiałych zachowań – elementów nieobecnych w przypadku normalnego funkcjonowania. Naukowcy podejrzewają, że zaburzenia poznawcze w schizofrenii mają źródło w nieprawidłowym działaniu neuroprzekaźnictwa, powodującym strukturalne i funkcjonalne zaburzenia ścieżki korowo-podkorowo-móżdżkowej. W jaki sposób zmiany te mogą wpływać na postrzeganie rzeczywistości? Badacze z Chińskiej Akademii Nauk oraz Uniwersyteckiej Szkoły Medycznej w Szanghaju podejrzewają, że dzieje się tak, ponieważ jednym z dotkniętych zmianami obszarów jest zmysł wzroku.
Zmysł wzroku stanowi jedno z najważniejszych źródeł informacji, dzięki którym człowiek odbiera otaczającą go rzeczywistość i jej poszczególne elementy. Obserwując otoczenie możemy skupiać wzrok na konkretnych obiektach. Ruchy sakkadowe – szybkie i precyzyjne ruchy zmieniające kierunek patrzenia – pozwalają nam „skanować” otoczenie, podczas gdy fiksacja wzrokowa skupia spojrzenie na punkcie w polu widzenia. Człowiek wykonuje nawet trzy fiksacje w ciągu sekundy i do dwudziestu sakkad w czasie minuty. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy zmysł wzroku osób chorych na schizofrenię gromadzi informacje o otoczeniu w inny sposób niż zmysł osób zdrowych.
W badaniu wzięło udział 140 pacjentów po pierwszym epizodzie schizofrenii oraz 160 osób zdrowych stanowiących grupę kontrolną. Zdolność do fiksacji wzrokowej każdego uczestnika została zmierzona na podstawie dziesięciu oddzielnych prób, w czasie których odnotowano ruchy ich gałek ocznych. Dodatkowo ocenie poddano objawy pozytywne i negatywne schizofrenii oraz funkcjonowanie poznawcze badanych.
Po analizie wyników naukowcy zauważyli, że parametry przestrzenne i czasowe ruchów gałek ocznych uczestników chorych na schizofrenię i zdrowych różniły się znacząco – wśród osób chorych zaobserwowano między innymi więcej sakkad pionowych, większe pionowe odchylenie oraz dłuższy czas trwania sakkad poziomych. Właściwości te były ściśle związane z doświadczanymi objawami schizofrenii. Dłuższy czas trwania sakkad poziomych wiązał się z deficytami poznawczymi, a większe pionowe odchylenie z nasileniem objawów pozytywnych.
Wyodrębnione przez badaczy wskaźniki mogą wydawać się niezrozumiałe nawet specjalistom. Jak zatem miałyby zostać w praktyce? Choć dla człowieka parametry te są skomplikowane i praktycznie niemożliwe do wychwycenia, nie stanowią większego wyzwania dla sztucznej inteligencji. Zaledwie jednominutowe nagranie ruchów gałek ocznych pozwoliło opracowanemu przez zespół naukowy modelowi uczenia maszynowego odróżnić osoby chore od zdrowych z 85% dokładnością.
Choć sztuczna inteligencja nie zastąpi ekspertów, jej umiejętności mogą pozwolić na wykorzystanie w diagnozie wskaźników niedostrzegalnych dla ludzkiego oka. Dzięki niej sakkady i fiksacje mogą stać się biomarkerami deficytów poznawczych i objawów pozytywnych w schizofrenii, wspierając tym samym proces diagnozy.
