Autismus-Spektrum-Störungen mit Technologie behandeln
Nach Schätzungen der Europäischen Kommission sind 30 bis 60 von 10 000 Menschen von einer Autismus-Spektrum-Störung (ASS) betroffen. Als neurologische Auffälligkeit und Entwicklungsstörung wirkt sie sich darauf aus, wie eine Person mit anderen interagiert, kommuniziert, lernt und sich verhält. „Eine Autismus-Spektrum-Störung ist eine lebenslange Entwicklungsstörung, was bedeutet, dass eine frühzeitige Diagnose und ein angemessenes Eingreifen sowohl den Kindern als auch ihren Familien dabei helfen kann, die Symptome effektiv zu bewältigen“, sagt Gianluca Baldassarre, Projektkoordinator und Forscher am Institut für kognitive Wissenschaften und Technologien. Da neben weiteren Herausforderungen auch kein allumfassender Diagnosetest zur Verfügung steht, ist dies oft leichter gesagt als getan. Nun verändern jedoch neue Technologien, darunter künstliche Intelligenz und tragbare Geräte, die Art und Weise, wie wir Autismus und ähnliche neurologische Störungen verstehen, diagnostizieren und behandeln. Im Rahmen von Initiativen wie dem EU-finanzierten Projekt IM-TWIN wurden neue Technologien zur Unterstützung der Frühintervention bei Kleinkindern im Alter von 30 bis 60 Monaten entwickelt, bei denen eine Autismus-Spektrum-Störung diagnostiziert wurde. „IM-TWIN zielte darauf ab, ein technologisches System zu entwickeln, das uns dabei helfen kann, den affektiven Zustand eines Kindes während einer therapeutischen Aktivität zu verstehen“, fügt Valerio Sperati hinzu, Forscher am selben Institut, der sich auf mechatronische Bauelemente spezialisiert hat. „Solche Informationen sind für Therapie äußerst hilfreich, da dann die Aktivitäten angepasst und abgestimmt werden können, sodass sie die soziale Kompetenz des Kindes besser fördern.“
Interaktive Spielzeuge bei Autismus-Spektrum-Störung
Herzstück des Projekts ist der tragbare Begleiter „Transitional Wearable Companion (TWC)“, ein weiches, interaktives Spielzeug für kleine Kinder. „Diese Spielzeuge wurden entwickelt, um die soziale und emotionale Interaktion junger Kinder mit Autismus-Spektrum-Störung während der Therapiesitzungen zu stimulieren“, erklärt Beste Ozcan, IM-TWIN-Forscherin. Eines dieser Spielzeuge ist das PlusMe, ein weiches, wie ein Panda aussehendes Kissen, das um den Hals getragen werden kann. Mithilfe von Elektronik im Inneren gibt das Spielzeug farbige Lichter und lustige Geräusche ab, wenn das Kind seine Pfoten berührt. Diese Regungen befriedigen stark die Bedürfnisse kleiner Kinder, da sie ihre Neugierde wecken und sie zu spontanen Erkundungen anregen. „Das Spielzeug kann spielerischen sozialen Aktivitäten dienen, bei denen das Kind mit der erwachsenen Betreuungsperson zusammenarbeiten muss, die die Reaktion des Spielzeugs vermittelt, damit es wie gewünscht antwortet“, bemerkt Ozcan. Die tragbaren Begleiter selbst wurden zwar im Rahmen vorhergehender Projekte entwickelt, doch wurden sie im Verlauf des Projekts IM-TWIN wesentlich verbessert, indem neue Funktionen und Datenerfassungsmöglichkeiten hinzugefügt wurden.
Ein mit Sensoren ausgestattetes T-Shirt
Das Projektteam erarbeitete außerdem ein innovatives, mit Sensoren ausgestattetes T-Shirt, das bei ASS-Kindern während einer therapeutischen Aktivität verschiedene physiologische Parameter zuverlässig erfassen kann. „Diese Signale können dann potenziell verarbeitet werden, um den affektiven Zustand des Kindes zu verstehen, denn dieser Zustand blieb bisher meist verborgen oder war unklar“, erklärt Sperati. Die gesammelten Daten wurden zum Beispiel mithilfe eines neuen, projektintern erdachten Algorithmus mit der Bezeichnung „Fast Continuous Wavelet Transformation (fCWT)“ verarbeitet, der die Qualität der gesammelten Daten belegt. Ein weiteres wichtiges Projektergebnis war ein Instrument zur Erkennung von Blickkontakten, der „Eye Contact Detector“. Bei dem Gerät, das in eine von der therapeutischen Fachkraft getragene Kamerabrille integriert ist, kommt maschinelles Sehen zu Einsatz, um den Blickkontakt zwischen Kind und Fachkraft zuverlässig zu erkennen. Diese wichtige soziale Fähigkeit ist bei Kindern mit Autismus beeinträchtigt.
Positives Feedback von therapeutischen Fachkräften
Das Projektteam stellte entsprechend all seiner Erkenntnisse funktionierende Prototypen her, die in echten Therapiesitzungen mit ASS-Kindern mit Erfolg erprobt wurden. „Das Feedback der therapeutischen Fachkräfte, die unsere Werkzeuge getestet haben, bestätigte, dass diese Art der Technologie sehr wertvoll ist und ein erhebliches Potenzial aufweist, um die Diagnose und Behandlung der Autismus-Spektrum-Störung bei Kleinkindern verbessern zu können“, schließt Baldassarre. Die Forschenden arbeiten gegenwärtig daran, die IM-TWIN-Werkzeuge weiterzuentwickeln.
Schlüsselbegriffe
IM-TWIN, Autismus-Spektrum-Störung, Technologie, ASS, künstliche Intelligenz, tragbare Geräte
