Analizar vídeos con IA ayuda a la detección temprana del autismo

Un diagnóstico precoz de los trastornos del espectro autista (TEA), que se estima que afectan a uno de cada 54 niños, es clave para llevar a cabo cuanto antes intervenciones que ayuden a mejorar sus habilidades de comunicación e interacción social. El autismo se caracteriza por comportamientos repetitivos, tendencia al aislamiento (prefieren jugar solos) y dificultades para relacionarse con otras personas, y suele diagnosticarse a partir de los tres años de edad, que es cuando estas manifestaciones se hacen más evidentes, por lo que estos niños tienen problemas para adaptarse a su entorno y a la escuela.

Ahora, investigadores de la Universidad de Ginebra (UNIGE), en Suiza, han desarrollado un algoritmo de inteligencia artificial (IA) que se basa en el análisis automatizado de vídeos para estudiar la comunicación no verbal de los niños y que logró clasificar correctamente el 80% de los casos a partir de vídeos cortos que mostraban a un niño menor de cinco años, con o sin autismo, jugando con un adulto. Los resultados del trabajo, que se han publicado en Scientific Reports, abren nuevas vías para crear una herramienta capaz de detectar los TEA a temprana edad.

“Diseñamos un algoritmo con inteligencia artificial que analiza los movimientos de los niños en vídeo e identifica si son o no característicos del trastorno del espectro autista”

Como ha afirmado Marie Schaer, profesora del Departamento de Psiquiatría de la Facultad de Medicina de UNIGE y autora principal del estudio, “si el diagnóstico se realiza antes de los tres años, a menudo es posible compensar estos retrasos en el desarrollo. Las intervenciones conductuales específicas pueden cambiar completamente sus trayectorias de adquisición de habilidades y permitirles integrarse en una escuela convencional”.

Detectar los TEA analizando la comunicación no verbal

La comunicación no verbal presenta varias diferencias en los niños con autismo en comparación con los que no tienen el trastorno. “Se diferencia en varios puntos, como la dificultad para establecer contacto visual, sonreír, señalar objetos, o la forma en que se interesan por lo que los rodea”, ha explicado Nada Kojovic, investigadora del equipo de Marie Schaer y primera autora del trabajo. “Es por eso que diseñamos un algoritmo con inteligencia artificial que analiza los movimientos de los niños en vídeo e identifica si son o no característicos del trastorno del espectro autista”.

Los resultados de las pruebas mostraron que la IA clasificaba el autismo de manera precisa en más del 80% de los casos

El objetivo del algoritmo es clasificar los vídeos en base a los movimientos que realiza el pequeño al interactuar con otra persona. Para ello los investigadores emplearon en primer lugar una tecnología de visión por computadora denominada OpenPose, desarrollada en la Universidad Carnegie Mellon, que extrae los esqueletos de personas en movimiento tal como se capturan en un viídeo y permite analizar sus gestos al eliminar los factores que podrían influir de forma discriminatoria, como la edad, el sexo, el ambiente, etcétera. Después desarrollaron el algoritmo de IA diseñado para detectar TEA y lo probaron en 68 niños con autismo y otros 68 con desarrollo típico, todos los cuales tenían menos de cinco años.

“Dividimos a cada grupo en dos: los primeros 34 de cada grupo entrenaron a nuestra IA para diferenciar el comportamiento no verbal de los niños con y sin autismo. Luego, los demás nos ayudaron a probar su precisión. También hicimos una evaluación a otros 101 niños”, ha indicadoThomas Maillart, investigador del Instituto de Ciencias de la Información y miembro de la facultad de la Escuela de Economía y Gestión de Ginebra (GSEM) y del Centro Universitario de Informática (CUI) de UNIGE.

“Esto permitiría a los padres preocupados por sus hijos pequeños obtener una evaluación inicial automatizada de los síntomas del autismo”

Los resultados de las pruebas mostraron que la IA clasificaba el autismo de manera precisa en más del 80% de los casos. “Este es un resultado excelente”, ha asegurado Marie Schaer, que añade: “En 10 minutos, de hecho, podemos obtener una primera proyección accesible para cualquier persona, dondequiera que viva. Esto permitiría a los padres preocupados por sus hijos pequeños obtener una evaluación inicial automatizada de los síntomas del autismo. Por supuesto, no es perfecto, pero podría constituir un primer paso para ser confirmado por una consulta con un especialista”.

Una tecnología no invasiva y que proteje el anonimato

Otra de la grandes ventajas que ofrece este análisis automatizado de vídeos es que proteje el anonimato de los participantes algo que, según la investigadora, “es valioso, no solo para el intercambio de vídeos entre especialistas para afinar un diagnóstico, sino también para la formación de estudiantes”.

Para realizar estas pruebas tampoco es necesario intervenir de forma directa en los niños. Como ha señalado Kojovic: “La instalación de sensores de movimiento requiere mucho tiempo y es sensible; también puede molestar a los niños e influir en los resultados. Aquí, el análisis basado en visión por computadora no es invasivo”. Además, este algoritmo también se puede usar para analizar vídeos que se hayan grabado hace tiempo lo que supone otra ventaja con fines científicos. Thomas Maillart concluye: “Ahora deseamos desarrollar una aplicación que permita este tipo de análisis con solo un vídeo de 10 minutos filmado con un teléfono inteligente”.