Kan een polsbandje of app zelfmoordgedachten voorspellen?

Slimme wearables en mobiele applicaties voorspellen steeds beter de stemming van patiënten die het risico lopen zelfmoord te plegen. Is de psychiater straks overbodig?

In de winter van 1994 verbleef een jonge twintiger met de naam Tim als patiënt in een psychiatrisch ziekenhuis in Londen. Ondanks zijn opgewekte en energieke houding, had Tim bipolaire stoornis en had hij pas zelfmoord proberen te plegen. Tijdens zijn verblijf raakte hij bevriend met Matt, een Amerikaanse student psychologie die op bezoek was.

Klinische depressie is vaak een emotionele dood veroorzaakt door duizend kleine sneetjes. Het doel is om met technologie die sneetjes te detecteren Rosalind Picard, elektrotechnisch ingenieur aan het MIT

Al snel kregen ze een hechte band door hun gedeelde liefde voor hiphop uit de vroege jaren negentig en net voor hij uit het ziekenhuis zou worden ontslagen, verraste Tim zijn vriend met een portret dat hij zelf van hem had geschilderd. Matt was heel ontroerd en keerde terug naar de Verenigde Staten met het portret stevig onder de arm. Pas toen hij was aangekomen, kreeg hij te horen dat Tim van een brug was gesprongen en de val niet had overleefd.

Nu doet Matthew Nock onderzoek naar de psychologie van zelfverminking aan de University of Harvard in Cambridge, Massachusetts. Al zijn er meer dan twee decennia verstreken sinds hij Tim leerde kennen, het portret hangt nog steeds in zijn bureau om hem eraan te herinneren dat er dringend een manier moet worden ontwikkeld om te voorspellen wanneer mensen mogelijk een einde zullen proberen te maken aan hun leven.

Er zijn tal van risicofactoren voor zelfdoding bekend – waaronder zwaar alcoholgebruik, depressie en simpelweg mannelijk zijn – maar geen van alle kan naderende zelfmoordgedachten voorspellen. Nock gelooft in de buurt te komen van een oplossing.

Met toestemming van de deelnemers gebruikt hij sinds januari 2016 polsbandjes en een mobiele app om het gedrag van patiënten te bestuderen die het risico lopen zelfmoord te plegen en werden opgenomen in het Algemene Ziekenhuis van Massachusetts in Boston. Ook in het nabijgelegen kinderziekenhuis heeft hij dit jaar gelijkaardig onderzoek uitgevoerd. Hoewel zijn resultaten nog niet werden gepubliceerd, zegt Nock dat de technologie tot nu toe een dag van tevoren, en met redelijke nauwkeurigheid, lijkt te kunnen voorspellen wanneer deelnemers zullen melden dat ze eraan denken hun leven te beëindigen

Nock’s onderzoek is een poging om doelmatig gebruik te maken van de opkomende wetenschap van stemmingsvoorspelling: die bestaat uit het idee dat door continu gegevens van draagbare sensoren en gsm’s te registeren, het niet alleen mogelijk zal zijn om tekenen van psychische aandoeningen bij een persoon op te sporen en te identificeren, maar ook om te voorspellen wanneer hun welzijn op het punt staat om achteruit te gaan.

Nock werkt samen met Rosalind Picard, elektrotechnisch ingenieur en computerwetenschapper aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Picard leidt een team dat aan verschillende universiteiten in New England reeds honderden studenten heeft gevolgd met gsm’s en polsbandjes. Ze meldt periodes van droefheid bij de studenten te kunnen voorspellen een dag voordat de symptomen zich voordoen.

De aanwijzingen dat het mogelijk zou kunnen zijn om naderende emotionele kwetsbaarheid op te sporen, hebben geleid tot een sterke commerciële belangstelling. Mindstrong Health, een onderneming in Palo Alto, California, heeft 29 miljoen dollar aan risicokapitaal bijeengebracht en registreert hoe mensen tikken, typen en scrollen op hun gsm om veranderingen in de neurocognitieve werking te herkennen.

Paul Dagum, een medicus en computerwetenschapper die de onderneming mee heeft opgestart, stelt dat de gegevens van iemands touchscreen-interacties aankomende periodes van depressie kan identificeren. Zijn werk is echter nog niet gepubliceerd. Ook andere ondernemingen doen onderzoek naar het gebruik van dergelijke digitale profilering (het zogenaamde ‘digital phenotyping’) om symptomen van psychische aandoeningen te herkennen. Een daarvan is Verily, een biowetenschappelijk bedrijf dat toebehoort aan het moederbedrijf van Google, Alphabet.

We kunnen periodes van depressie tot een week van tevoren voorspellen

In dit stadium is de betrouwbaarheid van de stemmingsvoorspellingstechnologie nog onduidelijk. Er zijn nog maar weinig resultaten gepubliceerd en de teams die dat wel al hebben gedaan, stellen dat de nauwkeurigheid die ze bereikten niet uitstekend was wat betreft de voorspelling van stemmingen. Picard heeft er echter alle vertrouwen in dat het concept zal standhouden. “Ik leed aan een depressie in het begin van mijn carrière en ik wil nooit meer hervallen,” zo zegt ze. “Ik ben er zeker van dat als ik mijn stemming kan volgen met mijn gsm, ik veel beter zal kunnen vermijden dat ik ooit terugkeer naar die vreselijke plek.”

Verschillende onderzoekers, inclusief Picard, staan echter stil bij de keerzijden van hun werk. Ze maken zich zorgen dat wetenschappers en klinische medici niet genoeg hebben nagedacht over hoe ze gebruikers moeten verwittigen over een aankomende emotionele terugval. Er zijn ook vragen over de mogelijke schade die zulke waarschuwingen kunnen veroorzaken. En sommigen vragen zich zelfs af of bedrijven en verzekeringsmaatschappijen de technologie zouden gaan gebruiken om de toekomstige geestelijke gezondheid van hun werknemers of klanten te volgen. “Het (mogelijke) misbruik van deze technologie is wat me ’s nachts wakker houdt”, zo zegt Dagum.

Depressie voorspellen

Picard kwam niet rechtstreeks terecht bij stemmingsvoorspellend onderzoek. Zo’n tien jaar geleden toonde ze reeds aan dat polsbandjes gebruikt kunnen worden om – soms enkele minuten voor de toeval – epileptische aanvallen te detecteren door de elektrische geleiding op de huid van een persoon te registreren. Ze is ook medeoprichtster van het vijf jaar oude bedrijf Empatica in Cambridge dat sensors verkoopt die symptomen van een mogelijke aanval signaleert en de zorgverleners waarschuwt. Een van de producten die ze verkopen, is een smartwatch die werd goedgekeurd door de Amerikaanse Food and Drug Administration.

Rosalind Picard met een slimme wearable om de pols.

Op dat moment werkte ze samen met haar doctoraatsstudent Akane Sano, die nu aan de slag is aan de Rice University in Houston, Texas. Ze zagen potentieel in een bredere toepassing en veronderstelden dat het mogelijk zou kunnen zijn om gegevens van polssensoren en gsm’s te combineren om stress, slaap, handelingen en sociale interacties te volgen en iemands welzijn en algemene geestelijke gezondheid te voorspellen.

Sano en Picard werkten samen met een team aan de Harvard Medical School om een studie op te stellen die universiteitsstudenten op dagelijkse basis zou opvolgen. Sinds 2013 heeft het team al 300 studenten bestudeerd – 50 per semester, steeds gedurende 30 dagen – die horloge-achtige apparaten ter beschikking kregen. De apparaten meten de bewegingen van de studenten, letten op de hoeveelheid licht waaraan ze worden blootgesteld, controleren hun lichaamstemperatuur en registreren de elektrische geleiding van hun huid.

Sano en Picard ontwikkelden ook een software die geïnstalleerd werd op de gsm’s van de deelnemers en gegevens vastlegt over hun oproepen, sms’jes, locatie, internetgebruik, sociale interacties en de hoeveelheid tijd dat het scherm ontgrendeld is. Ook het mailverkeer van de studenten werd bijgehouden. Tweemaal per dag werd hen dan gevraagd een vragenlijst in te vullen over hun academische, buitenschoolse en fysieke activiteiten. Ze beschreven hun slaapkwaliteit, gemoedstoestand, gezondheid, stressniveau, sociale interacties en hoeveel cafeïnehoudende en alcoholische dranken ze consumeerden. Ten slotte beschreven de studenten ook hun examenresultaten en vulden ze een meer uitgebreide vragenlijst in aan het begin en het einde van het dertig dagen lange onderzoek.

In 2017 liet het team weten dat ze een algoritme aan het ontwikkelen waren om de informatie uit de vragenlijsten te verwerken en het belang van de honderden afzonderlijke metingen in te schatten. Het systeem kan een dag van tevoren nauwkeurig het welzijn, de gemoedsrust en de gezondheid van de studenten voorspellen, zo verzekert Picard’s team. Tijdens het experiment moesten individuen worden opgevolgd gedurende minstens zeven dagen om een voorspellingsnauwkeurigheid van ongeveer 80% te bekomen.

Picard’s analyse geeft aan dat polsbandjes en gsm’s niet in staat zijn om kleine veranderingen in de gemoedstoestand te voorspellen, maar wanneer het gaat om grote veranderingen van het welzijn, dan zijn de voorspellingen wel betrouwbaarder. Sommige signalen zijn intuïtief te verklaren – als iemand veel beweegt voor hij of zij in slaap valt, kan dat bijvoorbeeld wijzen op onrustigheid. De details zijn echter niet altijd duidelijk. Zo kunnen sociale interacties het stressniveau beïnvloeden en dat wordt weerspiegeld in de elektrische geleiding van de huid, maar het is niet duidelijk of dagelijks veel pieken in de huidgeleiding goed of net slecht is. De huidgeleiding neemt immers toe zowel wanneer mensen problemen oplossen als wanneer ze gestrest zijn.

Apparaten kunnen patiënten bestuderen tijdens hun interacties met dokters om na te gaan of er psychiatrische aandoeningen aanwezig zijn.

Alleen al een juiste interpretatie van iemands gemoedstoestand met behulp van zulke signalen is een grote prestatie, zegt computerwetenschapper Louis-Philippe Morency aan de Carnegie Mellon University in Pittsburgh, Pennsylvania. Hij is ervan overtuigd dat de technologie achter kunstmatige intelligentie (de zogenaamde artificial intelligence technology) zou kunnen helpen bij het bepalen van iemands geestelijke gezondheid, maar hij is terughoudender wanneer het gaat over de mogelijkheid om gemoedstoestanden te voorspellen. “Aangezien de stemming van morgen vaak vergelijkbaar is met die van vandaag, hebben we meer onderzoek nodig om deze twee gegevens duidelijk van elkaar te kunnen loskoppelen. Het is mogelijk dat de huidige voorspellingstechnologieën alleen maar de overgangsemoties van de ene dag op de andere voorspellen”, zo zegt hij. Picard denkt dat er vooruitgang zit aan te komen: “Wij zijn de pioniers die aankondigen dat het daadwerkelijk mogelijk is en daarbij gegevens aanbrengen die deze bewering ondersteunen. De betrouwbaarheid zal almaar toenemen naargelang er meer gegevens voorhanden zullen zijn.” Ze heeft haar algoritmes opengesteld voor iedereen, zodat anderen toegang hebben tot de technologie en haar werk kunnen proberen te reproduceren.

“Picard is iets op het spoor, en haar open lijst van resultaten met haar algoritmes, modellen en datasets zorgt ervoor dat ik daar nog zekerder van ben. Niemand maakt het zo gemakkelijk om zijn of haar werk te imiteren als ze onzeker zijn over de resultaten”, zegt Jonathan Gratch, psycholoog aan het Institute for Creative Technologies aan de University of Southern California in Playa Vista.

Nock’s onderzoek naar zelfmoordgedachten is voortgekomen uit een samenwerking met Picard. Tot zover heeft hij 192 mensen opgevolgd, voornamelijk door gebruik te maken van polsbandjes en een mobiele app of een interview waarin de deelnemers wordt gevraagd hoe ze zich voelen. Voorlopig heeft hij apparaten ontwikkeld die niet gebaseerd zijn op de gegevens van een individu, maar wel op die van de volledige groep deelnemers. Hij beweert bovendien enkele meetbare signalen te hebben geïdentificeerd die later suïcidale gedachten met een nauwkeurigheid van 75% kunnen voorspellen. Enkele van de belangrijkste factoren, stelt hij, zijn opmerkelijke bewegingen in de avond – die zouden kunnen wijzen op rusteloosheid of onrust ’s nachts – gecombineerd met pieken in de elektrische geleiding van de huid en een verhoogde hartslag. Hij is echter niet ingegaan op de vraag naar meer details, aangezien zijn paper op dit moment wordt bekeken bij een tijdschrift.

Overstap naar de markt

Commerciële bedrijven zijn minder bereid dan academici om hun resultaten beschikbaar te stellen. Mindstrong, een onderneming van amper 16 maanden oud, maakte in maart echter bekend digitale biomarkers te hebben gevonden – dat zijn vaste swipe- en tikpatronen op een gsm – die aansluiten bij de resultaten van neuropsychologische prestatietests. Op hun website staat te lezen dat ze vijf klinische tests hebben uitgevoerd, waarvan de resultaten nog niet zijn bekendgemaakt, en in februari kondigden ze een samenwerkingsverband aan met het in Tokio gevestigde bedrijf Takeda Pharmaceuticals om onderzoek te doen naar de ontwikkeling van digitale biomarkers voor aandoeningen zoals schizofrenie en depressies die behandelingsresistent zijn. En er is concurrentie: Verily verkondigde dat een van hun digitale profileringsprojecten speciaal is ontworpen om posttraumatische stressstoornissen op te sporen door middel van smartphones en horloges.

Mindstrong beweert de stap te hebben gezet van het meten van hersenfunctie met behulp van smartphones, naar het voorspellen ervan. “Wanneer we in de loop van zes of zeven dagen het traject van talrijke biomarkers volgen, kunnen we periodes van depressie voorspellen tot een week van tevoren”, onthult Dagum – hoewel hij niet wou zeggen welke signalen zijn bedrijf gebruikt, aangezien de papers over zijn werk ter publicatie zijn ingediend bij verschillende tijdschriften. Het plan voor de mobiele app van Mindstrong – het bedrijf werkt niet met polsbandjes – bestaat erin de metingen van touchscreen-interacties te verwerken in een digitaal systeem voor geestelijke gezondheidszorg. De onderneming deelt haar resultaten geregeld met de staat California en die ziet voldoende klinisch potentieel om over een periode van drie jaar 10 miljoen dollar vrij te maken uit een fonds van 60 miljoen dollar voor innovatie op het gebied van geestelijke gezondheid. “Of al de gegevens die we aan het verzamelen zijn uiteindelijk klinisch bruikbaar zullen zijn? Dat weten we nog niet”, zegt psychiater Tom Insel, die Mindstrong mee heeft opgericht en eerder al was begonnen met de geestelijke gezondheidseenheid van Verily na een 13-jarige ambtstermijn als hoofd van het Amerikaanse National Institute of Mental Health.

Picard stelt Insel’s aanpak bij Mindstrong in vraag. “Ik geloof dat hij een bedrijf heeft opgebouwd met een idee dat niet zo goed lijkt te werken als andere ideeën”, zegt ze. Zij noch Nock hebben al commerciële plannen voor hun stemmingsvoorspellingstechnologie. (Naast Empatica, heeft Picard nochtans Affectiva mee opgericht, een bedrijf in Boston dat een technologie verkoopt die gezichts- en stemuitdrukkingen analyseert.)

Insel stelt dat de technologie moet worden uitgetest in de praktijk, met patiënten en zorgverleners. “We rennen niet vooraleer we kunnen wandelen. California betaalt ons om te leren wandelen”, zo zegt hij. Hij voegt daaraan toe dat hij Picard niet als een rivaal beschouwt. “Dit is een moeilijk probleem dat nog niemand heeft opgelost. Ik vermoed dat er vele benaderingen nodig zullen zijn om de klinische waarde van deze technologie aan te tonen – en, eerlijk gezegd, ik zou heel graag nog minstens tien andere teams met het kaliber van dat van Rosalind [Picard] zien werken aan digitale profilering”, zegt hij.

Gedrag veranderen

Picard is ervan overtuigd dat stemmingsvoorspelling een volmaakte kunst zal worden, zelfs al zou de individuele training van een welwillende gebruiker nodig zijn. Volgens haar is de echte vraag of de technologie kan worden gebruikt om een donkere stemmingswisseling die werd voorspeld, te veranderen.

Nock en psycholoog Evan Kleiman, ook aan Harvard University, werken samen met 150 patiënten en moedigen hen aan om het negatieve beeld dat ze hebben van bepaalde dingen te veranderen door gebruik te maken van cognitieve herkaderingsoefeningen (cognitive reframing exercises). Die oefeningen worden geactiveerd op de gsm van de patiënt zodra hun polssensoren signalen detecteren die naderende zelfmoordgedachten voorspellen. Verder weet Nock zelf niet goed wat te doen met de gegevens. “Als de voorspellingen aangeven dat iemand een hoog risico loopt op zelfmoordgedachten, of zelfs 100% kans maakt om een einde te maken aan zijn of haar leven, wat doen we dan? Sturen we een ziekenwagen? Doen we niets?” vraagt hij zich af. “De ethiek die hierbij komt kijken is enorm moeilijk.” Nock weet dat de deelnemers aan zijn onderzoek de technologie zeker willen toepassen. “Patiënten zeggen voortdurend hoe nuttig ze een waarschuwingssignaal of begeleidingssysteem zouden vinden”, getuigt hij.

Reglementering moet voorkomen dat bedrijven doelgerichte reclame sturen naar mensen van wie een goede of slechte gemoedstoestand te voorspellen is

Morency is van mening dat het nog te vroeg is voor computers om zelf advies te kunnen geven op het gebied van geestelijke gezondheid. In zijn onderzoek worden computers aangeleerd gezichtsuitdrukkingen en taal te analyseren zodat ze kunnen achterhalen wat er in iemands hoofd speelt. Hij werkt nu samen met psychiaters om de technologie te installeren in ziekenhuisafdelingen voor geestelijke gezondheidszorg. Het doel is dat apparaten mensen bestuderen tijdens hun interacties met dokters om na te gaan of er psychiatrische aandoeningen aanwezig zijn. De artsen doen nog steeds de diagnose; de computeranalyse biedt louter een afzonderlijke beoordeling die de artsen kunnen vergelijken met hun eigen vaststellingen. “De risico’s zijn groot wanneer het aankomt op computers die advies geven over de geestelijke gezondheid. Er is meer onderzoek nodig om te kunnen inschatten wat de impact van dergelijke technologie is op lange termijn”, verzekert Morency.

Een andere belangrijke kwestie volgens Picard is dat het voor iedereen verschillend is wat wel of niet bijdraagt aan een goede gemoedstoestand. In een van haar experimenten ondervond ze dat de ene vriendengroep beter gezind was als ze de avond voordien met vrienden had gesproken voor het slapengaan, terwijl een andere groep het omgekeerde effect onderging.

Barbara Fredrickson, een psychologe aan de University of North Carolina in Chapel Hill, vreest dat iemands stemming voorspellen een invloed kan hebben op hoe mensen zich voelen. “Het lijkt aannemelijk dat mensen zwaar zullen tillen aan negatieve stemmingsverwachtingen, en voor sommigen kan dat een negatieve en emotionele gedachtespiraal teweegbrengen die erg schadelijk zou kunnen zijn”, zo legt ze uit.

Justin Baker doet onderzoek naar psychische aandoeningen en is wetenschappelijk directeur van het McLean Institute for Technology in Psychiatry in Belmont, Massachusetts. Hij veronderstelt het volgende: “ik denk dat het net zo moeilijk zal zijn te besluiten welk advies iemand nodig heeft, als te bepalen hoe dat advies moet worden aangebracht zodat het niet wordt genegeerd maar de zaken ook niet verergert.”

Picard heeft grote verwachtingen voor de digitale stemmingsvoorspelling. Ze denkt dat het de gezondheid van het grote publiek zou kunnen verbeteren, en dat het in het bijzonder nuttig zou kunnen zijn voor bedrijven. “Waarom verliezen zoveel geweldige bedrijven nog steeds zoveel werknemers aan een depressie, terwijl ze hen alle mogelijke extra voordelen bieden? Kunnen we het naderende keerpunt aanpakken nog voor het plaatsvindt?” vraagt ze zich af. Ze maakt zich echter ook zorgen om het mogelijke misbruik van de technologie. Picard gelooft dat er een nieuwe reglementering nodig is om te vermijden dat bijvoorbeeld bedrijven doelgerichte reclame sturen naar mensen van wie een goede of slechte gemoedstoestand te voorspellen is, of dat verzekeringsmaatschappijen hun prijzen gaan baseren op de psychische gezondheid van de klant.

“Enkele overtreders die de technologie misbruiken, kunnen het volledig verpesten voor patiënten met ernstige psychologische problemen”, zegt Insel. Hij voegt daaraan toe dat Mindstrong samenwerkt met een team dat gespecialiseerd is in bio-ethiek aan de Stanford University, California en binnenkort een paper zal publiceren over deze kwesties.

Picard is van mening dat de onderzoeksinspanningen de moeite waard zijn. “Klinische depressie is vaak een emotionele dood veroorzaakt door duizend kleine sneetjes”, zo zegt ze. “Als we kunnen helpen die vele kleine dingen te identificeren die ons in de loop van de tijd zwaar beginnen wegen en die permanent droevige stemming teweegbrengen, dan kunnen we een groot verschil maken.”

Vertaling: ​Freja Verachtert