AI 语音设备用于老年人群神经心理评估的初步研究:技术可行性与老龄化健康管理新路径

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Acta Psychologica 2.1

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  随着全球老龄化加剧,传统医疗面临压力,且 AI 系统缺乏针对老年人感官和认知特点的设计。研究人员利用 AI 语音设备 ABRA 对 24 名老年人开展神经心理测试,发现设备能有效识别年龄相关记忆变化,为缓解医疗负担、早期筛查 neurodegenerative 疾病提供新工具。

  
在全球老龄化浪潮席卷的当下,“银发浪潮” 对医疗系统的冲击日益显著。据世界卫生组织数据,到 2030 年全球每 6 人中就有 1 人 aged 60 岁及以上,北美地区比例更高。然而,现有的 AI 技术大多面向年轻群体设计,忽视了老年人视觉、听觉、触觉等感官能力下降及认知功能变化的特点,甚至存在 “年龄偏见”—— 语音识别系统因训练数据多来自年轻人,对老年人较慢的语速、较弱的音高和较差的语音清晰度识别率较低。这导致 AI 在老年健康领域的应用严重滞后,既无法满足老年人居家健康监测需求,也难以缓解医疗资源紧张的压力。如何让 AI 技术真正 “适老化”,成为破解老龄化社会医疗困境的关键命题。

为填补这一空白,加拿大莱斯布里奇大学(University of Lethbridge)的研究团队开展了一项开创性研究,相关成果发表在《Acta Psychologica》。他们聚焦于 AI 语音设备在老年神经心理评估中的应用,试图验证其能否替代传统人工施测,实现认知功能的自动化检测,为早期识别阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病(neurodegenerative diseases)的前驱阶段提供技术支撑。

研究团队选用了 Reverb Robotics 公司开发的 AI 语音设备 ABRA(Audio Board for Robotics and Automation),该设备搭载定制音频硬件和先进人工神经网络,支持语音识别、自然语言理解和双向语音交互。研究纳入 24 名 63-78 岁的健康老年人(平均年龄 70.6 岁,12 男 12 女),均无听力、语言障碍及神经系统疾病诊断,教育程度涵盖高中至研究生。通过 ABRA 对受试者实施三项经典神经心理记忆测试:

  1. 逻辑记忆测试(Logical Memory Test):基于韦氏记忆量表(WAIS-III-CDN),包括即时回忆和 20-30 分钟延迟回忆两个部分,评估言语情景记忆的编码、存储和提取能力。
  2. 诗歌回忆任务(Poem Recall Task):要求受试者逐句复述三首诗歌,记录漏词(omission errors)、换词(substitution errors)、增词(addition errors)等逐字回忆错误,考察短期记忆的精确性。
  3. 倒背与顺序数字广度测试(Backward and Sequencing Digit Span Test):依据韦氏智力量表(WAIS-IV-CDN),前者要求反向复述数字序列,后者需按升序排列数字,用于评估工作记忆的信息操作和排序能力。

研究结果


3.1 认知任务表现


  • 逻辑记忆测试:即时回忆的细节得分(unit score,22.9±2.0)显著高于延迟回忆(18.5±1.5,t(23)=6.1, p<0.001),而主题得分(thematic score)在即时(10.9±0.5)与延迟(10.1±0.6)间无显著差异,提示老年人对故事细节的记忆随时间衰减明显,但主题框架保留较好。
  • 诗歌回忆任务:漏词错误(34±3.9)显著多于换词(8.9±0.9)和增词错误(2.3±0.5,F(2,46)=58.38, p<0.001),反映出老年人对言语细节的精确记忆能力较弱,可能与诗歌中富含感知和情感类细节有关。
  • 数字广度测试:倒背数字的总正确数(7.4±0.28)高于顺序数字(6.4±0.31,t(23)=3.03, p<0.01),但顺序数字的最长跨度(4.5±0.18)更长(t(23)=-3.02, p<0.01),暗示顺序数字任务因依赖自然数序列知识而更易完成。

3.2 年龄相关性分析


年龄与逻辑记忆延迟回忆的细节得分(r=-0.47, p<0.01)、主题得分(r=-0.53, p<0.001)、顺序数字总正确数(r=-0.63, p<0.001)及最长跨度(r=-0.57, p<0.001)均呈显著负相关,即年龄越大,记忆表现越差。而倒背数字任务、各类诗歌回忆错误与年龄无显著关联。

3.3 与人工施测的可比性


与既往人工施测数据对比显示,ABRA 测得的逻辑记忆得分与人类考官结果无显著差异,验证了其作为自动化评估工具的可靠性。

研究结论与意义


本研究首次证实,AI 语音设备 ABRA 能够有效完成老年人群的神经心理测试,其评估结果与传统人工施测高度一致,且对年龄相关记忆衰退敏感。这一技术突破具有多重价值:

  1. 医疗效率提升:通过自动化施测,可大幅减轻医护人员工作量,缓解老龄化带来的人力短缺问题。
  2. 服务可及性改善:远程评估功能使偏远地区老年人无需依赖有限的养老设施,即可接受定期认知筛查,有助于早期发现神经退行性疾病的前驱症状。
  3. 研究范式创新:为大规模纵向研究提供了标准化工具,可动态追踪老年认知变化,推动衰老机制及干预策略的研究。

尽管研究存在样本均为高加索人群、手动评分可能引入偏倚等局限,但 ABRA 展现出的 “适老化” 潜力已为 AI 在老年健康领域的应用开辟了新方向。未来若整合自动评分算法、扩大样本多样性,这一技术有望成为老龄化社会中神经心理评估的核心工具,为 “健康老龄化” 目标的实现提供关键技术支撑。

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