Forscher entwickeln ein immersives KI-Therapiesystem namens XAIA

Februar 13, 2024

Therapie AI

Forscher des Cedars-Sinai entwickelten ein KI-Tool zur Unterstützung der psychischen Gesundheit in der virtuellen Realität (VR), den eXtended-reality Artificial Intelligence Assistant (XAIA). 

Die Studie von Forschern des Cedars-Sinai unter der Leitung von Brennan M. R. Spiegel, veröffentlicht in der Zeitschrift Nature npj Digitale Medizinnutzt KI, Spatial Computing und VR, um Nutzer in beruhigende, von der Natur inspirierte Umgebungen einzutauchen, in denen sie therapeutische Gespräche mit einem KI-Avatar führen. 

Das System nutzte GPT-4, um 14 Personen mit leichten bis mittelschweren Ängsten oder Depressionen immersive Therapiesitzungen zu bieten. XAIA kann über das Apple Vision Pro VR-Headset genutzt werden.

Leitende Forscherin Brennan Spiegel, MD, MSHSschrieb in einem Blog des Cedars-Sinai: "Apple Vision Pro bietet einen Einstieg in Xaias Welt der immersiven, interaktiven Verhaltensunterstützung - Fortschritte, die ich nur als Quantensprung gegenüber früheren Technologien beschreiben kann."

Er fuhr fort: "Mit Xaia und dem atemberaubenden Display von Apple Vision Pro sind wir in der Lage, jedes Pixel dieser bemerkenswerten Auflösung und das gesamte Spektrum an lebendigen Farben zu nutzen, um eine Form der immersiven Therapie zu schaffen, die fesselnd und zutiefst persönlich ist."

Um die KI zu trainieren, haben Spiegel und sein Team Transkriptionen von Sitzungen der kognitiven Verhaltenstherapie (CBT) einbezogen, die von erfahrenen Therapeuten durchgeführt wurden und sich auf Empathie, Validierung und effektive Kommunikation konzentrieren. 

Die Antworten der KI wurden durch iterative Tests weiter verfeinert, bei denen die Therapeuten verschiedene klinische Szenarien durchspielten. Dies führte zu einer kontinuierlichen Verbesserung der psychotherapeutischen Kommunikation des Systems.

AI VR
Forscher nutzten Spatial Computing, VR und AI (GPT-4), um einen immersiven Therapie-Chatbot zu entwickeln. Quelle: Natur.

Die Teilnehmer diskutierten verschiedene Themen mit der KI, was es den Forschern ermöglichte, die Anwendung psychotherapeutischer Techniken durch die KI zu dokumentieren. Im Großen und Ganzen wurde festgestellt, dass XAIA in der Lage ist, Empathie, Sympathie und Bestätigung auszudrücken und so die therapeutische Erfahrung zu verbessern. 

Die einfühlsame Antwort von XAIA auf die Erfahrung eines Teilnehmers, sich ausgeschlossen zu fühlen, lautete zum Beispiel: "Es tut mir leid zu hören, dass Sie sich so endgültig abgelehnt gefühlt haben, vor allem, wenn Sie das verfolgen, was Ihnen wichtig ist. Das muss eine harte Erfahrung gewesen sein."

Die Forscher führten eine qualitative thematische Analyse der Rückmeldungen der Teilnehmer durch, aus der hervorging, dass die KI allgemein als nicht wertend empfunden wird und die Qualität der VR-Umgebungen geschätzt wird. 

Einige sagten, dass XAIA eine wertvolle Alternative zur traditionellen Therapie sein könnte, insbesondere für diejenigen, die Anonymität suchen oder sich nicht auf persönliche Sitzungen einlassen wollen. 

Andere betonten die Bedeutung der menschlichen Interaktion und die einzigartigen Vorteile einer Verbindung mit einem menschlichen Therapeuten.

Die Studie zeigte auch verbesserungswürdige Bereiche auf, wie z. B. die Tendenz der KI, die Teilnehmer zu sehr zu befragen oder emotionale Reaktionen auf wichtige Lebensereignisse nur unzureichend zu untersuchen. 

Brennan Spiegel erläuterte die Aufgabe des Tools: "Diese Technologie soll Psychologen nicht ersetzen, sondern sie vielmehr ergänzen. Wir haben XAIA mit Blick auf den Zugang entwickelt, um sicherzustellen, dass die Technologie in allen Gemeinschaften sinnvolle Unterstützung für die psychische Gesundheit bieten kann."

Es scheint ein interessanter Ausgangspunkt für eine tiefer gehende Erforschung immersiver Therapieumgebungen zu sein, von denen sicherlich einige profitieren könnten, die keinen Zugang zu einer persönlichen Therapie haben oder in ihren Gesprächen privat und anonym bleiben möchten.

KI für die Analyse von Therapiegesprächen

Neben der Rolle des Therapeuten wurde die KI auch zur Analyse der Dynamik realer Therapiegespräche eingesetzt. 

In einer Studie aus dem Jahr 2023 nutzten Forscher die künstliche Intelligenz, um die Schichten von Psychotherapiesitzungen zu entschlüsseln, und fanden heraus, dass bestimmte Sprachmuster der Schlüssel zum Verständnis der Beziehung zwischen Therapeuten und ihren Patienten sein könnten.

Der Antrieb für diese Forschung entspringt einem seit langem bestehenden Dilemma in der Psychotherapie: Wie können wir die therapeutische Allianz genau messen und verbessern? 

Veröffentlicht in der Zeitschrift iScienceDie Studie zeigt, wie Personalpronomen und Sprachzögerungen die Tiefe der Therapeuten-Patienten-Beziehung signalisieren.

Dieser Begriff bezieht sich auf die wesentliche Beziehung zwischen Therapeuten und ihren Patienten, die eine entscheidende Grundlage für eine wirksame Therapie darstellt. 

Traditionell ist das Verständnis dieser Beziehung eine subjektive Angelegenheit, die sich auf persönliche Berichte und Beobachtungen Dritter stützt, die zwar wertvoll sind, aber die fließende Dynamik tatsächlicher Therapiesitzungen verfehlen können. 

Forscher der Icahn School of Medicine am Mount Sinai sahen eine Möglichkeit, maschinelles Lernen einzusetzen, um zu klären, was therapeutische Kommunikation ausmacht.

Die Studie fand in Kliniken in New York City statt. 28 Patienten und 18 Therapeuten nahmen an einer Reihe von Therapiesitzungen teil. Vor Beginn der Sitzungen reflektierten die Patienten anhand von Online-Umfragen über ihre früheren therapeutischen Beziehungen und Bindungsstile.

Die Forscher setzten maschinelles Lernen ein, um die Sitzungsprotokolle mit Hilfe der Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP) zu analysieren, und konzentrierten sich dabei auf die Verwendung von Pronomen wie "ich" und "wir" sowie von Nicht-Flussmarkern wie "um" und "wie".

Die Art und Weise, wie Therapeuten und Patienten Personalpronomen verwenden, scheint sich auf das Bündnis auszuwirken. 

So ergab die Studie beispielsweise, dass die häufige Verwendung des Wortes "wir" durch die Therapeuten nicht immer zu einer Verbesserung des Bündnisses führte, wie man es erwarten könnte, insbesondere in Fällen von Persönlichkeitsstörungen. Dies widerspricht der üblichen Annahme, dass eine einschließende Sprache automatisch die Beziehungen stärkt.

Darüber hinaus war ein übermäßiger Rückgriff auf das "Ich" auf beiden Seiten mit einer schlechteren Bewertung des Bündnisses verbunden, was auf die möglichen Gefahren einer zu starken Selbstfokussierung in Therapiesitzungen hindeutet. 

Die Autoren schrieben: "Unser wichtigstes Ergebnis war, dass der häufigere Gebrauch von Ich-Pronomen sowohl bei Therapeuten als auch bei Patienten ("wir", "ich tue", "ich denke", "wenn ich") Sitzungen mit niedrigeren Allianzbewertungen kennzeichnete."

Ein unerwartetes Ergebnis war, dass das Zögern, das oft als negatives Merkmal eines Gesprächs angesehen wird, mit einer höheren Bewertung des Bündnisses verbunden war, was darauf hindeutet, dass eine Pause die Authentizität und das Engagement fördern kann.

Frühere Untersuchungen haben ergeben, dass Pausen ein wesentlicher Bestandteil eines wirklich durchdachten Gesprächs sind. 

In den Worten der Forscher: "Wir fanden heraus, dass eine höhere Non-Fluency bei den Patienten (z. B. "ist wie", "ähm"), aber nicht bei den Therapeuten, Sitzungen mit höheren Allianzbewertungen durch die Patienten kennzeichnete."

Die Forscher wiesen auch darauf hin, dass diese Korrelationen aufgrund des Umfangs der Studie und des Beobachtungscharakters nicht völlig zuverlässig sind. 

KI wurde bereits für die Sprachanalyse in der Medizin eingesetzt, z. B. als Forscher der UCL und der University of Oxford ein Modell zur Erkennung potenzieller Schizophrenie von Sprachmustern. 

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Sam Jeans

Sam ist ein Wissenschafts- und Technologiewissenschaftler, der in verschiedenen KI-Startups gearbeitet hat. Wenn er nicht gerade schreibt, liest er medizinische Fachzeitschriften oder kramt in Kisten mit Schallplatten.

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