30 секунд вашего голоса достаточно, чтобы определить возраст

Пожилые люди, сохраняющие высокую активность, часто и разговаривают так, будто они моложе своих лет. И наоборот, болезни «старят» голос. Означает ли это, что по одной только манере говорить можно оценить возраст и состояние здоровья? Ученые из Института Вейцмана (Израиль), вооружившись искусственным интеллектом, доказали, что это возможно.

В выборку исследования вошли 6979 жителей Израиля в возрасте 40–70 лет. Все говорили на иврите. Во время визита в клинику участник сидя считал вслух от 1 до 30 в комфортном темпе; запись длилась около 30 секунд.

Затем записи пропускали через нейросетевую модель WavLM-Large, которая превращала голос в набор из 1024 числовых характеристик. На их основе отдельные модели для мужчин и женщин пытались предсказать реальный возраст участника. Для проверки модель многократно обучали и тестировали на разных группах людей. Полученный прогноз авторы назвали Voice Age — «возрастом голоса».

Получилось довольно точно. У женщин средняя ошибка составляла около 4 лет, у мужчин — 4,4 года. Голос объяснял примерно 54% различий в возрасте женщин и 44% у мужчин.

Дальше исследователей интересовало самое важное: говорит ли «слишком старый» для своего возраста голос что-нибудь о здоровье. Они вычислили, насколько прогноз модели отклонялся от ожидаемого для человека данного возраста, а затем сравнили 25% участников с наиболее «молодым» и 25% с наиболее «старым» голосом.

У них также чаще встречались признаки нарушенного дыхания во сне: выше индекс апноэ-гипопноэ и падения кислорода ночью, ниже средняя ночная сатурация. Эти связи наблюдались и у мужчин, и у женщин.

Были и связи, различавшиеся по полу. Например, у женщин более высокий голосовой возраст ассоциировался с меньшей силой хвата и более высоким диастолическим давлением. У мужчин обнаружились связи с некоторыми показателями печени и плотностью костей. При этом часть результатов шла в неожиданном направлении: у мужчин с более «старым» голосом, например, были ниже холестерин и триглицериды. Поэтому сами авторы подчёркивают, что Voice Age нельзя воспринимать как простой показатель «чем выше, тем хуже».

Авторы также сравнили голос с другими «часами старения»: анализом метаболитов крови, сканированием костей и мышечной массы (DXA), изображением сетчатки, показателями сна, питанием, образом жизни и микробиомом. По способности угадывать календарный возраст голос оказался одним из сильнейших методов: впереди была только масс-спектрометрическая метаболомика.

Главный вывод авторов: 30 секунд речи содержат довольно сильный сигнал, связанный с возрастными изменениями организма. Голос, вероятно, отражает состояние сразу нескольких систем: дыхания, мышц и двигательной координации, а также состояние гортани и композицию тела. Поэтому он потенциально может стать очень дешевым и удобным биомаркером для скрининга и наблюдения в динамике.

Впрочем, пока это скорее доказательство концепции. Людей измеряли в один момент времени, поэтому нельзя сказать, что «старый голос» предсказывает будущие болезни или ускоренное старение: для этого как минимум стоит провести повторные измерения через год или несколько лет.