Cancro della laringe: l’intelligenza artificiale lo riconosce dalla voce

Hai mai pensato che la tua voce possa raccontare molto più di quello che dici? Non parlo solo del tono con cui ci esprimiamo o delle emozioni che traspaiono dalle parole, ma proprio della voce come fenomeno fisico. Il timbro, la chiarezza, le vibrazioni: tutto questo potrebbe nascondere indizi preziosi sul nostro stato di salute.

Secondo ricerche recenti, persino i primi segnali di malattie gravi come il cancro alla laringe potrebbero lasciare traccia nelle corde vocali e, di conseguenza, nella voce. E la scienza, con l’aiuto dell’intelligenza artificiale, sta imparando a decifrare questi segnali nascosti.

L’intelligenza artificiale che ascolta la voce

Un gruppo di studiosi dell’Oregon Health & Science University (OHSU), guidati dal dottor Phillip Jenkins, ha sviluppato un sistema di intelligenza artificiale in grado di registrare e analizzare la voce umana per riconoscere i primi segnali del carcinoma laringeo.

Il loro progetto, parte dell’iniziativa “Bridge2AI-Voice”, ha esaminato un’enorme quantità di dati: ben 12.523 registrazioni vocali di 306 partecipanti provenienti da diversi paesi del Nord America. Un archivio immenso che ha permesso di trovare schemi e differenze difficili da notare a orecchio nudo.

Ma perché la voce è così importante?

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Cos’è la laringe e come produce la voce?

La laringe, comunemente chiamata scatola vocale, è un tubo cavo situato al centro del collo. Al suo interno troviamo le corde vocali, sottili bande muscolari che vibrano quando l’aria espulsa dai polmoni le attraversa. È proprio questa vibrazione che produce il suono. Da lì in poi, bocca, lingua e labbra modellano quei suoni in parole, canti, sussurri o grida.

Quando la laringe è sana, il suono è limpido e stabile, ma se compaiono noduli, polipi o tumori, queste strutture cambiano forma e movimento, alterando il modo in cui la voce viene emessa. Da qui nasce l’idea: se la malattia cambia la voce, l’intelligenza artificiale può imparare a riconoscerlo.

Il peso del cancro alla laringe

Il cancro della laringe non è una forma tumorale rara, anzi: nel solo 2021 sono stati diagnosticati circa 1,1 milioni di casi nel mondo, con oltre 100.000 decessi. Le cause più comuni? L’abuso di alcol e tabacco, ma anche infezioni da alcuni tipi di papillomavirus umano (HPV).

Come spesso accade per i tumori, la differenza tra diagnosi precoce e tardiva è enorme: quando viene individuato nelle fasi iniziali, il trattamento è più semplice e le probabilità di sopravvivenza sono più elevate. Se invece la scoperta avviene troppo tardi, la terapia diventa lunga, complessa e meno efficace.

I limiti delle diagnosi tradizionali

Oggi, per diagnosticare un problema alla laringe, i medici utilizzano due strumenti principali:

• La biopsia, che consiste nel prelevare un piccolo frammento di tessuto e analizzarlo al microscopio. È un metodo affidabile, ma invasivo.

• L’endoscopia nasale, in cui un sottile tubicino con telecamera viene inserito attraverso il naso fino alla gola. Meno invasiva della biopsia, ma comunque fastidiosa, e talvolta causa dolore, sanguinamenti o addirittura svenimenti.

Inoltre, non tutti i medici sono formati per eseguire questi esami. Ciò significa che il paziente deve aspettare tempi lunghi per ottenere una diagnosi, con il rischio che la malattia avanzi. Da qui l’importanza di trovare un metodo più semplice, veloce e accessibile.

Misurare i segreti della voce

Il team di ricercatori ha scelto di analizzare le caratteristiche acustiche della voce, cioè gli aspetti fisici che la rendono unica. Tra questi:

• La qualità del suono, valutata attraverso il rapporto armonico-rumore (HNR). Una voce limpida ha un HNR alto, mentre le voci alterate da anomalie presentano un HNR basso.

• La frequenza fondamentale, che indica l’altezza media della voce, cioè quanto è “acuta” o “grave”.

Confrontando questi parametri, i ricercatori hanno scoperto differenze nette tra tre gruppi di persone: chi aveva una voce sana, chi presentava lesioni benigne e chi invece soffriva di cancro alla laringe.

Le differenze erano molto più evidenti negli uomini, rispetto alle donne. Questo potrebbe dipendere dal campione ancora ridotto o da fattori biologici, tuttavia gli studiosi sperano che aumentando la quantità di dati possano emergere risultati chiari anche per il sesso femminile.

Una voce come biomarcatore

Secondo gli autori dello studio, i dati raccolti dimostrano che la voce potrebbe diventare un vero e proprio biomarcatore clinico, cioè un indicatore misurabile di malattia. In futuro, potremmo immaginare scenari sorprendenti, che potrebbero includere:

• Un’app sul telefono che registra la voce e segnala al medico possibili anomalie.

• Controlli rapidi e non invasivi in ambulatorio, prima ancora di ricorrere a strumenti invasivi.

• Un monitoraggio costante per chi ha fattori di rischio elevati (fumatore, persone con familiarità, ecc.).

Non sarebbe rivoluzionario poter prevenire un tumore semplicemente parlando?

Il futuro degli strumenti vocali basati sull’intelligenza artificiale

Naturalmente, la strada è ancora lunga. Il sistema non è pronto per essere usato negli ospedali. Servono ulteriori test su campioni più ampi e diversificati. Gli scienziati stimano che potranno iniziare a sperimentarlo in cliniche e ospedali entro un paio d’anni.

Il passo cruciale sarà garantire che funzioni bene per tutti, uomini e donne, giovani e anziani, nonché persone con accenti e lingue diverse. Solo così la voce diventerà un vero strumento universale di diagnosi precoce.