Прогнозирование предрасположенности к психоневрологическим заболеваниям с помощью обучаемых структур

Авторы: Буланова О.Е.  Баранова В.А.  Новикова Н.А. 
Тип: статья
Рубрики:  Клиническая психология  Нарушения развития  Нейропсихология нормального развития  
Ключевые слова:  нейропсихологическая диагностика  патология ЦНС  патопсихология 
Версия для печати

В настоящее время Россия переживает сложный период, связанный с реформированием политической, экономической, социальной. культурной, правовой, духовной сфер жизни общества. Коммерциализация сферы здравоохранения и образования в сторону уменьшения объемов и видов доступных всем слоям населения медицинской и образовательной систем создает глубинное социальное противоречие между как будто бы расширяющимися профессиональными ресурсами по оказанию психолого-медико-педагогической помощи больным детям, но и одновременно ограничивают возможности ею пользоваться. Так, общая заболеваемость детей в возрасте от 0 до 14 лет с 1990 года до 2005 года выросла практически по всем показателям.

По мнению экспертов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), есть все основания рассматривать психические болезни (включая алкоголизм и наркоманию) в качестве одной из основных угроз здоровью и продуктивности жизни людей во всем мире. По информации независимых экспертов около 4,5% детей РФ страдают психическими расстройствами.

По заключению отечественных и зарубежных специалистов, состояние здоровья детей зависит на 20-40% от состояния окружающей среды, на 15-20% - от генетических факторов, на 10% - от деятельности служб здраво-охранения и на 20-25% - от образа жизни. Образ жизни – это понятие характеризующее труд, быт, формы использования свободного времени, удовлетворения материальных и духовных потребностей, участия в политической и общественной жизни, нормы и правила поведения людей. умения и навыки в области укрепления собственного здоровья, медицинскую активность. При этом нельзя не принимать во внимание, что социальная ситуация развития ребенка представляет собой исходный момент для всех динамических изменений, происходящих в развитии, определяя целиком и полностью те формы и тот путь, следуя по которому, ребенок приобретает новые и новые свойства личности, черпая их из социальной действительности, как из основного источника развития, тот путь, по которому социальное становится индивидуальным (по Выготскому Л.С.).

Вместе с тем концептуальные основы для оказания комплексной помощи больным детям и их семьям слабо разработаны, не создан научно-теоретический и методический аппарат, определяющий основы работы специалистов на уровне междисциплинарных связей. По всей стране в настоящее время насчитываются уже сотни государственных и общественных организаций по восстановительному обучению и реабилитации больных детей, детей с отклоняющимся поведением. Тенденция роста количества этих организаций очевидна. Работа же специалистов этих центров строится на эмпирической основе с явным преобладанием монодисциплинарного подхода в ту или иную сторону (медицинскую, психологическую, социальную), что резко сокращает, даже сводит на нет помогающий потенциал такого рода служб, учреждений и организаций. На наш взгляд требуется разработать подход, включающий и объединяющий деятельность различных специалистов, и обеспечивающий координацию и коррекцию всех аспектов, определяющих социальную ситуацию развития больного ребенка.

Таким образом, уже первая попытка дать исходное научное определение объекта и предмета деятельности специалистов комплексной службы помощи детям с аномальным развитием приводит нас к поиску онтологических оснований этой деятельности, к необходимости учета современных методологических подходов к исследованию, пониманию и проектированию сложной коопери-рованной системы и условий ее эффективного функционирования.

Важным для понимания особенностей динамики и функционирования сложных психолого-педагогических систем стали принципы, обнаруженные общенаучными исследованиями больших открытых систем. Было показано, что принцип классического детерминизма далеко не абсолютен и не исчерпывает законов функционирования и эволюции таких систем. Для их жизни характерны в большей мере не причинно-следственные отношения, а отношения «индетерминистского хаоса», когда порождение значимых новообразований в целостной системе будут определяться незначительными изменениями в функционировании отдельных подсистем. При анализе различных видов открытых систем: социальных, биологических, технических и др. был широко продемонстрирован также важнейший регулятивный принцип синергетики,– взаимоподдержки, усиления, давший начало выделению новой науки – синергетики, которая изучает законы становления и функционирования слабо и сильно неравно-весных систем, их изменения и эволюцию в необратимом ходе времени.

Подход к изучению психолого-педагогических систем в контексте современных методологических позиций помогает выявить новые, по сравнению с традиционным, способом анализа, аспекты их функционирования и эволюции, выработать более широкий взгляд на условия их проектирования. В частности, становится, прежде всего, очевидным в силу сложности их природы, необходимость включения в ход функционирования особой подсистемы – научно-исследовательского звена, обеспечивающего метафизический анализ ценностных и операциональных оснований функционирования всей системы, проектирование и перепроектирование взаимодействий всех подсистем, выбор и коррекцию стратегии ее развития. В силу неравновесного состояния таких систем особую роль играет учет взаимосвязи стихийных и рефлексивно направляемых процессов, выработка специальных методов управления, предусматривающих сочетание свободных, саморазвивающихся процессов и осознанно направляемых методов, учитывающих возможности актуализации множества положительных и отрицательных обратных связей внутри и между подсистемами.

Для того, чтобы определить факторы, влияющие на социальную ситуацию развития хронически больных детей возникла необходимость создания информационной базы данных. Тем более, что создание информационных баз данных (БД) в любой отрасли научно-исследовательских и научно-практических разработок нельзя переоценить В любом случае информация, собранная в базах данных о предмете исследования являются основой любого из них. И с точки зрения экономической науки стоимость любой научной разработки, это в первую очередь, оценка фактической информации на которой базируется исследование.

В нашем случае исследование проводилось на базе Психолого-медико-социального центра ЦПМСС «Северо-Восток» Северо-Восточного округа столицы. На первом этапе исследования стояла задача создания базы данных о детях, посещающих Центр. Она должна включать специально сформированные при междисциплинарном взаимодействии специалистов, факты. Эти факты, по мнению специалистов (психологов, дефектологов, врачей) должны являться значимыми факторами для оценки и прогнозирования состояний здоровья ребенка и его развития и являются наиболее значимыми по экспертным оценкам носителями информации о сложившейся социальной ситуации развития ребенка.

На практике собирается и учитывается огромное количество информации о ребенке, что создает значительные трудности в процессе выявления наиболее значимых из них для определения и проектирования социальной ситуации развития ребенка с нарушениями здоровья. Кроме того, многие факторы, названные специалистами разных профилей как значимые, являются плохо формализуемыми и могут анализироваться только на основании клинического и профессионального опыта, узкопрофессиональных знаний. Все это в совокупности приводит к значительному утяжелению базы данных, а, следовательно, к более длительному и трудоемкому периоду необходимой обработки собранных данных. В ряде случаев значимые факты из истории развития ребенка, выделенные одними специалистами, не несут явной информации для анализа социальной ситуации развития для других. В этом то и состоит проблема, что для каждого специалиста есть свои значимые факторы, которые отличаются от значимых факторов другого специалиста.

Из вышесказанного становится понятно, что традиционные способы оценки и прогнозирования возможности выхода ребенка на ту или иную траекторию развития и социализации базируется, часто, на субъективных оценках специалистов, нельзя также считать в полной мере решенной проблему стандартизации диагностических методик и значимых факторов. Вместе с тем сложилось устойчивое представление, что применение аналитических методов для решения задач формализации диагностики либо невозможно, либо малоэффективно. Действительно, эта точка зрения имеет под собой почву, ибо медицинские и психолого-педагогические данные плохо формализуемы, далеко не все представляются в количественной форме, а имеют лишь качественные описания. В этой ситуации классические математико-статистические методы не могут быть применимы.

Целью нашего исследования было изучение (на основе информации собранной в картах детей, посещающих ПМСЦ) возможностей более эффективной диагностики физического и психического состояния здоровья этих детей и выявление наиболее значимых факторов, влияющих на динамику этих состояний с помощью искусственных нейронных сетей.

В работе получены результаты обработки данных, которые представлены в виде факторов относящихся к детям и к их родителям (тестирование детей и их родителей в центре), которые в той или иной степени могут влиять на психоневрологическое состояние детей. На данном этапе исследования мы поставили цель по прогнозирова-нию предрасположенности к психоневрологическим заболеваниям с помощью нейронных сетей и методов многомерного статистического анализа. Нами была исследована возможность прогнозирования психоневрологических заболеваний с помощью линейных сетей, сетей на радиальных базисных функциях, сетей Кохонена, многослойных персептронов, дискриминантного анализа. Проводился анализ чувствительности прогноза к различным факторам с использованием статистических критериев согласия и генетического алгоритма.[2] Многослойные персептроны обеспечили наиболее приемлемый уровень качества распознавания патологии (75%). Исследование показало, что нейронные сети обеспечивают лучший прогноз, чем линейные сети, что оправдывает применение более сложных моделей. Проведенный анализ чувствительности по ряду исследований показал, что в числе наиболее значимых факторов, которые в наибольшей степени влияют на прогноз оказались(на основе лучшей сети): (1) отклонения при беременности (нефропатия), (2) образование матери, (3) норма (здоровья при беременности), (4) занятость, (5) пол ребенка, (6) группа здоровья/родителей, (7) соматические заболевания перенесенные ребенком, (8) ребенок ползает, (9) неврология/родителей, (10) психоневрологические заболевания перенесенные ребенком, (11) возраст ребенка. Наименее значимыми факторами оказались: отношения в семье, психика/родителей, анемия при беременности, ребенок держит голову, ребенок сидит. Важно, что данные результаты могут быть обусловлены характером имеющихся данных и т.д., необходимо сравнивать их с результатами других способов анализа.

Для оценки степени согласованности прогноза и наблюдений на контрольном множестве предлагается исследовать, насколько устойчивы результаты распознавания к изменению числа ошибок, а именно: предлагается вычислить, при каком наименьшем числе дополнительно сделанных ошибок Qa различия между имеющимися и ухудшенными распределениями правильных и неправильных классификаций станут статистически значимыми по Χ2-критерию Пирсона; При этом оцениваем, какую долю от этого критического значенияQa составляет одна ошибка. Малая доля от критического числа ошибок свидетельствует об устойчивости, а, следовательно, и о надежности полученного результата, а большая доля – наоборот. В качестве границы, по достижении которой следует делать вывод о неустойчивости классификации, рекомендуется принять 10%-ный уровень от указанного критического числа. В нашем случае ошибка составила 3%, что говорит об устойчивости результатов и надежности прогнозирования.[3]. Проведенный генетический анализ показал, что наиболее значимыми для распознавания оказались следующие параметры: пол ребенка, возраст ребенка, состав семьи, образование матери, занятость, группа здоровья родителей, психика родителей, соматика родителей, неврология родителей, срок отягощения, норма (здоровья при беременности), пиелонефрит (отклонения при беременности), преждевременные роды, угроза выкидыша, братья сёстры, отношения в семье, уровень дохода в семье, ребенок сидит, ребенок ходит, лепет ребенка, первые слова ребенка, первые фразы ребенка, противопоказания (для ребенка), соматические заболевания (перенесенные ребенком), психоневрологичекие заболевания (перенесенные ребенком).

При раздельном прогнозировании (олигофрении, шизофрении, задержки психического развития, раннего детского аутизма) были получены следующие результаты. При сопоставлении результатов был выбран оптимальный инструмент для классификации – сети на радиальных базисных функциях (80% корректных прогнозов). В результате проведенного анализа чувствительности на основе лучшей сети можно выделить наиболее значимые факторы для прогноза рассмотренных типов заболеваний: (1) возраст ребенка, (2) образование, (3) вид деятельности, (4) неврология/родителей, (5) занятость, (6) норма, (7) патология родов, (8) пол, (9) состав семьи, (10) ребе-нок ползает, (11) срочные роды, (12) ребенок держит голову, а также можно отнести к выделенному: соматику родителей, беременность, гипотонию и нефропатию.

Анализ устойчивости результата (% распознавания): в нашем случае, для лучшей сети (на радиальных базисных функциях – процент распознавания на тестовом множестве =80%) ошибка составила 8%, что говорит об устойчивости результатов и надежности прогнозирования.[2]

При помощи генетического анализа [3]в пакете STATISTICA Neural Networks, также можно обозначить факторы, которые оказывают влияние на психоневрологические заболевания: пол, возраст ребенка, состав семьи, вид деятельности, соматика/родителей, беременность, срок отягощения, норма при беременности, анемия, гипотония, преждевременные и срочные роды, уровень дохода, держание головы, ребенок сидит, ребенок ползает, ходит, первые фразы ребенка, противопоказания ребенку, инфекции перенесенные ребенком.

С помощью методов нейросетевой классификации удалось обеспечить достаточно надежный прогноз возникновения психоневрологических заболеваний по данным развития детей в раннем возрасте (75-80% правильных прогнозов), что позволяет применять указанные методы для выявлении необходимости проведения профилактической терапии и коррекции.

На следующем этапе исследования перед нами встают задачи по определению факторов, которые могут «гасить» или сглаживать негативные тенденции в сложившейся ситуации развития ребенка, либо выполнять охранные функции.

Литература:

  1. Боровиков В.П.. STATISTICA: искусства анализа данных на компьютере: для профессионалов. – СП-Б: Питер, 2003г.
  2. О.Е.Буланова. Проблемы реабилитации социализации ребенка с ограниченными возможностями. // Сб-к Об-разование, здоровье и социальная защита детей и подростков с отклонениями в развитии».М.,2000г.
  3. О.Е. Буланова. Педагогические принципы и формы социальной реабилитации детей с недостатками умствен-ного и физического развития. // Социальная педагогика. Учебное пособие для вузов. Гл.11. стр.199-231.М..,2000г.
  4. Выготский А.С. Вопросы детской психологии. С-Пб, 1997.
  5. Внешняя среда и психическое развитие ребенка. Под ред. Р.В. Тонковой-Ямпольской, Е. Шмидт-Кольмер, Х. Хабинаковой. М., 1984.
  6. Л.С. Куравский, С.Н. Баранов, С.Б.Малых. Нейронные сети в задачах прогнозирования, диагностики и ана-лиза данных. – М. 2003 г. – 100с.
  7. Психолого-педагогические проблемы развития личности в современных условиях. Психология и педагогика в общественной практике. Сб. науч. трудов. С-Пб: Изд-во РГПУ им А.И. Герцена, 2000.
  8. Фролов Ю.В., Буланов Е.В., Киселев С.Ю. Применение новых интеллектуальных технологий для повышения эффективности диагностики детей с отклонениями в развитии. Прикладная психология , №5, 2000.