Beszédakusztikai kutatások zajlanak a BME Villamosmérnöki és Informatikai Karán a hangképzőszervi kóros elváltozások, a stressz és a neurológiai betegségek jobb felismeréséért.

„Tanszékünkön egész témacsoport épül a beszéd akusztikai tulajdonságainak vizsgálatára” – hangsúlyozta Vicsi Klára, a Távközlési és Médiainformatikai Tanszék kutatója. „A különféle hangképzőszervi kóros elváltozások, egyes neurológiai betegségek, vagy éppen az alkoholos befolyásoltság kimutatásával foglalkozunk beszédakusztikai eszközökkel. Az egyik legérdekesebb munkánk, amelyben a Déli sarkon a Concordia kutatóállomáson dolgozó sarkkutatók hetente küldött hanganyagaiból próbálunk következtetni fiziológiai, neurológiai állapotukra, a sötétség és az elszigeteltség okozta esetleges káros hatásokra.”

Vicsi Klára és kutatócsoportja régóta foglalkozik a beszéd nem verbális információtartalmának a vizsgálatával, amelyhez fizikai mérőeszközöket vetnek be. Arra kíváncsiak például, hogy a beszéd akusztikai, fonetikai paraméterei változnak-e az érzelmek függvényében. „Mérjük a beszéd frekvenciáját, időtartamát, intenzitását és más ezen alapjellemzőkből származtatott egyéb jellemzők értékeit és ezek alapján vizsgáljuk az érzelmet” – ecsetelte a kutatónő. „Ha például ideges valaki, a hangszalagjait vezérlő izmok megfeszülnek, a hangszalagok másképpen rezegnek, és ezt mérni lehet. Alapérzelmeket a mért akusztikai, fonetikai jellemzők alapján már egészen jól el tudunk különíteni.”

A kutatások kézzelfogható eredményeit alkalmazni lehet telefonos ügyfélszolgálatoknál a betelefonálók lelkiállapotának mérésére. Például a cég automata telefonközpontja érzékeli, ha az ügyfél ideges, és kéri az ügyfélszolgálati munkatárs személyes bekapcsolódását a beszélgetésbe. A hatékony ügyfélszolgálat sok pénzt takaríthat meg egy cégnek.

E vizsgálódások bonyolultabb szintje a neurológiai elváltozások – mint például a depresszió – elkülönítése az átmeneti jellegű szomorúságtól. „Az ilyen típusú neurológiai kórképnél megváltozik az artikuláció idegi vezérlése is, amit méréseinkkel kimutathatunk” – hangsúlyozta a szakember, akit érzelem-felismerési eredményeik publikálása után keresett meg Balázs László, az MTA Pszichológiai Intézete Űrkutató Csoportjának vezetője, hogy felkérje az Európai Űrügynökség (European Space Agency, ESA) részére benyújtandó közös pályázathoz. Az elnyert pályázat címe „Pszichológiai állapotfelmérés nyelvi jelenségek számítógépes vizsgálatával” (Psychological Status Monitoring by Computerized Analysis of Language Phenomena, röviden COALA) volt. A program főként a hosszú időn keresztül izoláltan élő és dolgozó személyeket érő biológiai hatásokat kutatja, beleértve az átmeneti depresszió, valamint az oxigénhiányos állapot kimutathatóságát.

A kutatáshoz szükséges adatokat a déli sarkon lévő Concordia sarkkutató állomás tudósai szolgáltatják. Az ESA által működtetett bázis egy háromezer méternél magasabb fennsíkon fekszik és a téli hónapokban tíz-tizenöt ember lakja. A körülmények rendkívül szélsőségesek: a speciálisan kialakított épületekből csak védőöltözetben lehet kilépni a télen akár mínusz 80 fokos hidegbe, a nagy magasság miatt pedig a levegő oxigén tartalma lényegesen kevesebb, mint a tengerszinten. A bázis lakói a COALA-projekt résztvevőiként hetente hangos naplót vezetnek és egy történetet olvasnak fel. Ezeket a név nélkül eljuttatott hangzóanyagokat vizsgálja Vicsi Klára kutatócsoportja. „Az emberek lakóhelye eléggé szűkös, kis helyre zsúfolódik össze minden tevékenységük” – mesélte a kutató. „Vannak, akik jobban viselik az effajta körülményeket, mások kevésbé. A hangfelvételekből próbálunk következtetni az illető lelkiállapotára, annak változásaira.”

A COALA-projekt kutatásai két szempontból vizsgálják a rögzített adatokat. Az MTA pszichológus szakértői az audiovizuális anyagok nyelvi tartalmát vizsgálják: a használt kifejezésekből és ezek gyakoriságából következtetnek a beszélő pszichés állapotára. „Mi a beszéd fizikai paramétereit vizsgáljuk. Figyeljük a beszéd prozódiai jellemzőit is, például a ritmusát. Sokat elárul, hogy a beszélő mekkora szüneteket használ, mennyire kifejezett az artikuláció” – emelte ki Vicsi Klára. „Ha például valaki nagyon fáradt, alig mozgatja artikulációs szerveit, a száját, a nyelvét, amelynek hatását mérni lehet. Ezek az értékek eltérnek a beszélő saját korábbi hanganyagától, amelyeket azért ismerünk, mert a Déli Sarkra történő elutazása előtt referencia-méréseket végeztünk vele. Közvetlenül a kutató visszatérése után, majd két hónap múlva ismét megmérjük a beszéde akusztikai, fonetikai paramétereit. Minél több adat áll rendelkezésünkre, annál megbízhatóbban tudunk összefüggéseket azonosítani, ezért is építjük a Concordia Beszédadatbázist (Concordia Speech Database).”

E vizsgálódások eredményei főként olyan speciális foglalkozások kapcsán hasznosulhatnak – ilyen az űrhajós, a sarkkutató, egyes búvártevékenységek, a világítótornyok, az olajfúró tornyok személyzete – ahol hosszú időre elszigetelődik a munkát végző. Ezzel összhangban olyan kutatások is folynak, amelyek célja szélesebb körű orvosi alkalmazások kimunkálása. „A depresszió-kutatásokat továbbra is folytatjuk a Semmelweis Orvostudományi Egyetem Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinikával együttműködve” – tette hozzá Vicsi Klára. „Fekvő- és járóbeteg rendelésekre járunk, és ugyanazokat a szövegeket felvesszük egészséges emberektől és betegektől is. Itt nem egy adatközlő egyént követünk sokáig, hanem sok egészséges ember beszédének fizikai paramétereit hasonlítjuk össze nagyon sok, különböző fokú depresszióval küszködő beteg mintájával. Ez ún. alap- vagy felfedező kutatás, de a végcél teljesen konkrét orvosi problémák minél automatizáltabb megoldása lenne: például felismerhető legyen, hogy egy telefonos segélyhívó csak szomorú, vagy súlyosan depressziós, hiszen mindkettő más típusú segítségre szorul. Ezekkel a módszerekkel ugyanakkor nem lehet abszolút ítéletet hozni, hanem csak valószínűséget állapítunk meg, ami segíthet egy szakembernek. Az eredmény ezúttal is azon múlik, hogy mennyi adattal tudunk dolgozni. E technikák hatékonyan segíthetik a kórházakat vagy a krónikus betegek házi gondozását, állapotuk nyomon követését.”

A tudósok beszédpatológiai kutatásokat is folytatnak, amelyek célja egyes betegségek korai diagnosztizálása. „Ha a hangszalagon rákos daganat képződik, másképpen rezeg” – erősítette meg a szakember. Reményeik szerint ilyen akusztikai vizsgálatokkal már nagyon korai stádiumban is ki lehetne mutatni a rosszindulatú elváltozást. Nagy áttörést jelenthetne a rákkutatásban, ha olyan olcsó diagnosztikai eszköz születne, amelynek segítségével néhány hangminta alapján gyorsan és nagy biztonsággal meg lehet állapítani a daganat jelenlétét. Idővel szeretnének különbséget tenni az egyes betegségtípusok között is. Hatalmas segítséget nyújtanak a diákok és a doktoranduszok a munkában.  „Az Egészségügyi Mérnök-képzésben számos hallgató a kötelező laborgyakorlat keretében a kutatócsoportunkban dolgozik: adatgyűjtést végeznek a rendelőkben, kórházakban, bekapcsolódnak a kutatásba” – mondta végül Vicsi Klára. „Szerencsére nem kell félnünk attól, hogy hiány lesz a kutatói utánpótlásból. Ez a téma nagyon érdekli a hallgatókat, és sok érdekes, változatos munkát tudunk adni nekik.”

- HA -

Fotó: Pintér Erik, www.esa.int