Цифровое фенотипирование

Цифровое фенотипирование — междисциплинарная область науки . ^[1]^[2]^[3] впервые определено в статье, опубликованной в мае 2016 года в журнале JMIR Mental Health, авторами которой являются Джон Тороус, Мэтью В. Кианг, Жанетт Лорм и Юкка-Пекка Оннела, как «поэтапная количественная оценка фенотипа человека на индивидуальном уровне in situ с использованием данных личного опыта». цифровые устройства». ^[2] Данные можно разделить на две подгруппы, называемые активными данными и пассивными данными, где первые относятся к данным, которые требуют активного ввода со стороны пользователей для создания, тогда как пассивные данные, такие как данные датчиков и модели использования телефона, собираются без необходимости любое активное участие пользователя.

Смартфоны хорошо подходят для цифрового фенотипирования, учитывая их широкое распространение и владение, степень взаимодействия пользователей с устройствами и богатство данных, которые могут быть с них собраны. Данные смартфонов могут быть использованы, среди прочего, для изучения моделей поведения, социальных взаимодействий, физической мобильности, крупной моторики и речевой деятельности. В течение последних нескольких лет количество владельцев смартфонов во всем мире стабильно росло. Например, в США доля владельцев смартфонов среди взрослых выросла с 35% в 2011 году до 64% в 2015 году. ^[4] а в 2017 году примерно 95% американцев владеют каким-либо мобильным телефоном, а 77% — смартфоном. ^[5]

Использование пассивного сбора данных со смартфонов может предоставить подробную информацию, касающуюся психиатрии, старения, слабости, ^[6] и другие фенотипы заболеваний. ^[7] Типы соответствующих пассивных данных включают данные GPS для отслеживания пространственного местоположения, данные акселерометра для записи движений и двигательной активности, а также журналы вызовов и сообщений для документирования социального взаимодействия с другими людьми. ^[8] Пассивно собранные данные также могут поддерживать клиническую дифференциацию между диагностическими группами. ^[9] и мониторинг симптомов психического здоровья. ^[10] ^[11]

Сопутствующий термин «цифровой фенотип» был введен в журнале Nature Biotechnology Сачином Х. Джэйном и Джоном Браунштейном в 2015 году. ^[12]

Исследовательские платформы и коммерциализация

Одной из первых реализаций цифрового фенотипирования на смартфонах стала Funf Open Sensing Framework, разработанная в Медиа-лаборатории Массачусетского технологического института и запущенная 5 октября 2011 года. ^[13] Члены команды Funf, заинтересованные в составлении профилей и прогнозировании человеческого поведения, в 2012 году создали коммерческое предприятие под названием Behavio. ^[14] В апреле 2013 года было объявлено, что команда Behavio присоединилась к Google. ^[15] Платформа Funf вдохновила другие платформы регистрации датчиков мобильных телефонов для приложений в области психологии и поведения, такие как платформа Purple Robot, разработанная CBITS (Центром технологий поведенческого вмешательства) в Северо-Западном университете в 2012 году. ^[16] который с тех пор расширился и остается активным проектом GITHUB.

В академическом исследовательском сообществе сейчас существует множество платформ цифрового фенотипирования . Популярные платформы цифрового фенотипирования с открытым исходным кодом включают Beiwe, которая была разработана в лаборатории Оннела Гарвардской школы общественного здравоохранения в 2013 году. ^[17] Другие включают AWARE, EARS, ^[18] разумЛАМПА, ^[19] RADAR-CNS среди других, и в настоящее время не существует показателей, позволяющих определить, какой из них наиболее популярен.

Что касается коммерциализации, в 2017 году бывший глава Национальных институтов психического здоровья Том Инсел , присоединился к Рику Клаузнеру и Полу Дагуму чтобы сформировать команду основателей MindStrong Health, которая использует методы цифрового фенотипирования в сочетании с машинным обучением для разработки новых парадигм для здоровья. оценка психического здоровья и разработка новых цифровых биомаркеров психического здоровья. ^[20] По состоянию на 2021 год на сайте компании не упоминается цифровое фенотипирование.

См. также

Ссылки

^ Оннела, Юкка-Пекка; Раух, Скотт Л. (июнь 2016 г.). «Использование цифрового фенотипирования с помощью смартфонов для улучшения поведенческого и психического здоровья» . Нейропсихофармакология . 41 (7): 1691–1696. дои : 10.1038/нпп.2016.7 . ISSN 0893-133X . ПМК 4869063 . ПМИД 26818126 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Торус, Джон; Кианг, Мэтью В.; Лорм, Жанетт; Оннела, Юкка-Пекка (5 мая 2016 г.). «Новые инструменты для новых исследований в психиатрии: масштабируемая и настраиваемая платформа для расширения возможностей исследований с помощью смартфонов, основанных на данных» . JMIR психического здоровья . 3 (2): е16. дои : 10.2196/mental.5165 . ISSN 2368-7959 . ПМЦ 4873624 . ПМИД 27150677 .
^ Браун, Карен (19 июля 2016 г.). «Ваш телефон знает, что вы чувствуете» . Гарвардский журнал общественного здравоохранения . Проверено 13 ноября 2019 г.
^ Смит, Аарон (01 апреля 2015 г.). «Использование смартфонов в США в 2015 году» . Исследовательский центр Пью: Интернет, наука и технологии . Проверено 27 июня 2017 г.
^ «Мобильный информационный бюллетень» . Исследовательский центр Пью: Интернет, наука и технологии . 12 января 2017 г. Проверено 27 июня 2017 г.
^ Pyrkov, Timothy V.; Getmantsev, Evgeny; Zhurov, Boris; Avchaciov, Konstantin; Pyatnitskiy, Mikhail; Menshikov, Leonid; Khodova, Kristina; Gudkov, Andrei V.; Fedichev, Peter O. (2018-10-26). "Quantitative characterization of biological age and frailty based on locomotor activity records" . Aging . 10 (10): 2973–2990. doi : 10.18632/aging.101603 . ISSN 1945-4589 . PMC 6224248 . PMID 30362959 .
^ Джиллетт, Джордж (2020). «Один день из жизни психиатра в 2050 году: куда нас приведет алгоритм?» . Бюллетень BJPsych . 44 (3): 121–123. дои : 10.1192/bjb.2020.22 . ПМК 8170007 . ПМИД 33861188 .
^ Торус, Джон; Стейплс, Патрик; Оннела, Юкка-Пекка (01 августа 2015 г.). «Реализация потенциала мобильного психического здоровья: новые методы получения новых данных в психиатрии» . Текущие отчеты психиатрии . 17 (8): 61. дои : 10.1007/s11920-015-0602-0 . ISSN 1523-3812 . ПМЦ 4608747 . ПМИД 26073363 .
^ Джиллетт, Джордж; Макгоуэн, Найл; Пальмиус, Никлас; Бильдербек, Эми; Гудвин, Гай; Сондерс, Кейт (2021). «Цифровые коммуникационные биомаркеры настроения и диагностики при пограничном расстройстве личности, биполярном расстройстве и здоровой контрольной группе» . Границы в психиатрии . 12 (610457): 610457. doi : 10.3389/fpsyt.2021.610457 . ISSN 1664-0640 . ПМК 8060643 . ПМИД 33897487 .
^ Браунд, Тейлор А.; Зин, Мэй; Бунстра, Тьерд В.; Вонг, Куинси Джей-Джей; Ларсен, Марк Э.; Кристенсен, Хелен; Тиллман, Габриэль; О'Ди, Бридианна (4 мая 2022 г.). «Данные датчиков смартфонов для выявления и мониторинга симптомов расстройств настроения: продольное наблюдательное исследование» . JMIR психического здоровья . 9 (5): e35549. дои : 10.2196/35549 . ПМЦ 9118091 . ПМИД 35507385 . S2CID 247962553 .
^ Браунд, Тейлор А.; О'Ди, Бридианна; Бал, Дебоприо; Мастон, Кейт; Ларсен, Марк Э.; Вернер-Зейдлер, Ализа; Тиллман, Габриэль; Кристенсен, Хелен (15 мая 2023 г.). «Связь между метаданными нажатия клавиш смартфона и симптомами психического здоровья у подростков: результаты будущего исследования» . JMIR психического здоровья . 10 : е44986. дои : 10.2196/44986 . ПМЦ 10227695 . ПМИД 37184904 .
^ Джайн, Сачин Х; Пауэрс, Брайан В.; Хокинс, Джаред Б; Браунштейн, Джон С. (2015). «Цифровой фенотип». Природная биотехнология . 33 (5): 462–463. дои : 10.1038/nbt.3223 . ISSN 1087-0156 . ПМИД 25965751 . S2CID 2318642 .
^ «Веселый блог» . funf-blog.blogspot.com . Проверено 22 января 2021 г.
^ «Knight Foundation делает ставку на запуск мобильных датчиков Behav.io — будущее журналистики» . ТехКранч . 18 июня 2012 года . Проверено 22 января 2021 г.
^ Д'Орацио, Данте (12 апреля 2013 г.). «Google набирает команду для Behavio, стартапа, который использует данные смартфонов для прогнозирования» . Грань . Проверено 22 января 2021 г.
^ «Ваш смартфон знает, когда вы в депрессии» . Ежедневная точка . 16 июля 2015 г. Проверено 22 января 2021 г.
^ «Цифровое фенотипирование и исследовательская платформа Бейве» . Оннела Лаборатория . Проверено 22 января 2021 г.
^ Линд, Моника Н.; Бирн, Мишель Л.; Уикс, Джорди; Смидт, Алек М.; Аллен, Николас Б. (июль 2018 г.). «Инструмент простой оценки состояний риска (EARS): межличностный подход к мобильному зондированию» . JMIR психического здоровья . 5 (3): е10334. дои : 10.2196/10334 . ПМК 6134227 . ПМИД 30154072 .
^ Торус, Джон; Вишневский, Ханна; Берд, Брюс; Карпентер, Элизабет; Дэвид, Гэри; Элехальде, Эдуардо; Фулфорд, Дэн; Гимонд, Синтия; Хейс, Райан; Хенсон, Филип; Хоффман, Лиза (01 июня 2019 г.). «Создание приложения для смартфонов в области цифрового здравоохранения и платформы цифрового фенотипирования для психического здоровья и разнообразных медицинских потребностей: междисциплинарный и совместный подход» . Журнал технологий в поведенческой науке . 4 (2): 73–85. дои : 10.1007/s41347-019-00095-w . ISSN 2366-5963 . S2CID 150589575 .
^ «Бывший директор Национального института психического здоровья доктор Томас Инсел присоединяется к Mindstrong Health в качестве президента и соучредителя» . Умственное здоровье . 11 мая 2017 г. Проверено 22 января 2021 г.

Дальнейшее чтение

Электронная коллекция JMIR Цифровые биомаркеры и цифровое фенотипирование

[1] Оннела, Юкка-Пекка; Раух, Скотт Л. (июнь 2016 г.). «Использование цифрового фенотипирования с помощью смартфонов для улучшения поведенческого и психического здоровья» . Нейропсихофармакология . 41 (7): 1691–1696. дои : 10.1038/нпп.2016.7 . ISSN 0893-133X . ПМК 4869063 . ПМИД 26818126 .

[:1-2] Перейти обратно: ^а ^б Торус, Джон; Кианг, Мэтью В.; Лорм, Жанетт; Оннела, Юкка-Пекка (5 мая 2016 г.). «Новые инструменты для новых исследований в психиатрии: масштабируемая и настраиваемая платформа для расширения возможностей исследований с помощью смартфонов, основанных на данных» . JMIR психического здоровья . 3 (2): е16. дои : 10.2196/mental.5165 . ISSN 2368-7959 . ПМЦ 4873624 . ПМИД 27150677 .

[3] Браун, Карен (19 июля 2016 г.). «Ваш телефон знает, что вы чувствуете» . Гарвардский журнал общественного здравоохранения . Проверено 13 ноября 2019 г.

[4] Смит, Аарон (01 апреля 2015 г.). «Использование смартфонов в США в 2015 году» . Исследовательский центр Пью: Интернет, наука и технологии . Проверено 27 июня 2017 г.

[5] «Мобильный информационный бюллетень» . Исследовательский центр Пью: Интернет, наука и технологии . 12 января 2017 г. Проверено 27 июня 2017 г.

[6] Pyrkov, Timothy V.; Getmantsev, Evgeny; Zhurov, Boris; Avchaciov, Konstantin; Pyatnitskiy, Mikhail; Menshikov, Leonid; Khodova, Kristina; Gudkov, Andrei V.; Fedichev, Peter O. (2018-10-26). "Quantitative characterization of biological age and frailty based on locomotor activity records" . Aging . 10 (10): 2973–2990. doi : 10.18632/aging.101603 . ISSN 1945-4589 . PMC 6224248 . PMID 30362959 .

[Gillett2020-7] Джиллетт, Джордж (2020). «Один день из жизни психиатра в 2050 году: куда нас приведет алгоритм?» . Бюллетень BJPsych . 44 (3): 121–123. дои : 10.1192/bjb.2020.22 . ПМК 8170007 . ПМИД 33861188 .

[:0-8] Торус, Джон; Стейплс, Патрик; Оннела, Юкка-Пекка (01 августа 2015 г.). «Реализация потенциала мобильного психического здоровья: новые методы получения новых данных в психиатрии» . Текущие отчеты психиатрии . 17 (8): 61. дои : 10.1007/s11920-015-0602-0 . ISSN 1523-3812 . ПМЦ 4608747 . ПМИД 26073363 .

[GillettMcGowan2021-9] Джиллетт, Джордж; Макгоуэн, Найл; Пальмиус, Никлас; Бильдербек, Эми; Гудвин, Гай; Сондерс, Кейт (2021). «Цифровые коммуникационные биомаркеры настроения и диагностики при пограничном расстройстве личности, биполярном расстройстве и здоровой контрольной группе» . Границы в психиатрии . 12 (610457): 610457. doi : 10.3389/fpsyt.2021.610457 . ISSN 1664-0640 . ПМК 8060643 . ПМИД 33897487 .

[10] Браунд, Тейлор А.; Зин, Мэй; Бунстра, Тьерд В.; Вонг, Куинси Джей-Джей; Ларсен, Марк Э.; Кристенсен, Хелен; Тиллман, Габриэль; О'Ди, Бридианна (4 мая 2022 г.). «Данные датчиков смартфонов для выявления и мониторинга симптомов расстройств настроения: продольное наблюдательное исследование» . JMIR психического здоровья . 9 (5): e35549. дои : 10.2196/35549 . ПМЦ 9118091 . ПМИД 35507385 . S2CID 247962553 .

[11] Браунд, Тейлор А.; О'Ди, Бридианна; Бал, Дебоприо; Мастон, Кейт; Ларсен, Марк Э.; Вернер-Зейдлер, Ализа; Тиллман, Габриэль; Кристенсен, Хелен (15 мая 2023 г.). «Связь между метаданными нажатия клавиш смартфона и симптомами психического здоровья у подростков: результаты будущего исследования» . JMIR психического здоровья . 10 : е44986. дои : 10.2196/44986 . ПМЦ 10227695 . ПМИД 37184904 .

[JainPowers2015-12] Джайн, Сачин Х; Пауэрс, Брайан В.; Хокинс, Джаред Б; Браунштейн, Джон С. (2015). «Цифровой фенотип». Природная биотехнология . 33 (5): 462–463. дои : 10.1038/nbt.3223 . ISSN 1087-0156 . ПМИД 25965751 . S2CID 2318642 .

[13] «Веселый блог» . funf-blog.blogspot.com . Проверено 22 января 2021 г.

[14] «Knight Foundation делает ставку на запуск мобильных датчиков Behav.io — будущее журналистики» . ТехКранч . 18 июня 2012 года . Проверено 22 января 2021 г.

[15] Д'Орацио, Данте (12 апреля 2013 г.). «Google набирает команду для Behavio, стартапа, который использует данные смартфонов для прогнозирования» . Грань . Проверено 22 января 2021 г.

[16] «Ваш смартфон знает, когда вы в депрессии» . Ежедневная точка . 16 июля 2015 г. Проверено 22 января 2021 г.

[17] «Цифровое фенотипирование и исследовательская платформа Бейве» . Оннела Лаборатория . Проверено 22 января 2021 г.

[18] Линд, Моника Н.; Бирн, Мишель Л.; Уикс, Джорди; Смидт, Алек М.; Аллен, Николас Б. (июль 2018 г.). «Инструмент простой оценки состояний риска (EARS): межличностный подход к мобильному зондированию» . JMIR психического здоровья . 5 (3): е10334. дои : 10.2196/10334 . ПМК 6134227 . ПМИД 30154072 .

[19] Торус, Джон; Вишневский, Ханна; Берд, Брюс; Карпентер, Элизабет; Дэвид, Гэри; Элехальде, Эдуардо; Фулфорд, Дэн; Гимонд, Синтия; Хейс, Райан; Хенсон, Филип; Хоффман, Лиза (01 июня 2019 г.). «Создание приложения для смартфонов в области цифрового здравоохранения и платформы цифрового фенотипирования для психического здоровья и разнообразных медицинских потребностей: междисциплинарный и совместный подход» . Журнал технологий в поведенческой науке . 4 (2): 73–85. дои : 10.1007/s41347-019-00095-w . ISSN 2366-5963 . S2CID 150589575 .

[20] «Бывший директор Национального института психического здоровья доктор Томас Инсел присоединяется к Mindstrong Health в качестве президента и соучредителя» . Умственное здоровье . 11 мая 2017 г. Проверено 22 января 2021 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]