Forscher haben aus fast 3.000 spanischsprachigen Sprachaufnahmen eine computergestützte Sprachuhr entwickelt, die das chronologische Alter von Menschen schätzt. Die Studie zeigt, dass Abweichungen zwischen geschätztem und tatsächlichem Alter eng mit kognitiven Leistungen, Alzheimer-Biomarkern und Gehirnalterungsuhren zusammenhängen.
Wie die Sprachuhr aus Sprachmustern das Alter berechnet
Menschliche Stimmen transportieren weit mehr Informationen über den körperlichen und geistigen Zustand, als bislang angenommen wurde. Ein Forschungsteam hat deshalb untersucht, ob sich das Altern direkt an akustischen und sprachlichen Merkmalen ablesen lässt. Für die im Fachmagazin Science Advances veröffentlichte Untersuchung analysierten Wissenschaftler Sprachproben von genau 2.928 spanischsprachigen Probanden aus fünf lateinamerikanischen Ländern: Argentinien, Chile, Kolumbien, Mexiko und Peru.
Unter den Teilnehmern befanden sich 1.504 kognitiv gesunde Menschen sowie 1.068 Patienten mit Alzheimer-Demenz, 332 Personen mit frontotemporaler Demenz und 24 Betroffene mit einer leichten kognitiven Beeinträchtigung. Die Probanden absolvierten verschiedene Aufgaben. Sie erzählten eine kurze Geschichte nach, beschrieben einen Film und nannten innerhalb von sechzig Sekunden möglichst viele Tiere, Gemüsesorten oder Begriffe mit einem vorgegebenen Anfangsbuchstaben.
Aus den rund vierminütigen Aufnahmen extrahierte ein Computermodell mehr als 700 spezifische Merkmale. Dazu zählten das Sprechtempo, die Länge einzelner Silben, Pausen, die Tonhöhe, die individuelle Wortwahl sowie emotionale Nuancen im Stimmklang. Anhand dieser Parameter trainierten die Forscher das Modell darauf, das chronologische Lebensalter der Sprecher vorherzusagen. Die Differenz zwischen dem so errechneten Wert und dem tatsächlichen Alter tauft das Team als Sprachalterslücke oder Speech Age Gap.
Die Vorhersagegenauigkeit der Methode erwies sich als grob. Im Durchschnitt wich das Modell beim Alter um rund neun Jahre vom tatsächlichen Wert ab. Dennoch zeigte sich, dass kognitiv gesunde Teilnehmer im Mittel die geringsten Abweichungen aufwiesen, während die Sprachalterslücke bei erkrankten Gruppen größer ausfiel.
Zusammenhang mit Demenz, Kognition und Biomarkern
Die eigentliche Relevanz der Sprachuhr liegt nicht in einer präzisen Altersschätzung, sondern in ihrer Verbindung zu pathologischen Hirnprozessen. Prof. Agustin Ibanez vom Global Brain Health Institute erklärte dazu, dass die Stimme mehr Informationen über das Altern zu enthalten scheint, als bisher angenommen. Besonders hohe Werte bei der Sprachalterslücke traten bei jenen Formen der frontotemporalen Demenz auf, bei denen die Sprache selbst stark beeinträchtigt ist.
Zugleich korrelierte ein höheres Sprachalter mit schwächeren Ergebnissen bei Tests zu Gedächtnis, Aufmerksamkeit, globalem Denken und Exekutivfunktionen. Bei Alzheimer-Patienten ging eine größere Abweichung zudem mit erhöhten Konzentrationen von phosphoryliertem Tau-217 im Blut einher. Dieser spezifische Biomarker ist mit Alzheimer-Veränderungen im Gehirn verbunden.
Abgleich mit bildgebenden Gehirnalterungsuhren
Um die Ergebnisse abzusichern, verglichen die Forschenden die Sprachdaten mit medizinischen Messgrößen, die keinerlei sprachlichen Ursprung haben. Dabei zeigte sich eine Parallele zu bildbasierten Gehirnalterungsuhren, die anhand von strukturellen und funktionellen MRT-Scans das biologische Alter des Organs bestimmen.
Menschen, deren Gehirn im Scanner älter erschien als ihr tatsächliches Lebensalter, zeigten im Modell häufiger auch ein erhöhtes Sprachalter. Schwächere Übereinstimmungen fanden die Wissenschaftler zudem mit epigenetischen Alterungsmarkern im Blut. Darüber hinaus spiegelte sich in den Daten das soziale Exposom wider — also die über das gesamte Leben angesammelten sozioökonomischen Bedingungen wie Bildung, finanzielle Lage, Ernährungssicherheit, Zugang zur Gesundheitsversorgung und Erfahrungen in frühen Lebensphasen.
Grenzen der Methode und Perspektiven für die Diagnostik
Trotz der Korrelationen betonen die Forscher, dass die Sprachuhr gegenwärtig nicht als Demenztest taugt. Die Untersuchung war überwiegend querschnittlich angelegt und kann deshalb nicht nachweisen, ob ein heute älter wirkendes Sprachprofil eine künftige Demenzerkrankung vorhersagt. Zudem basieren die Daten ausschließlich auf spanischsprachigen Probanden aus fünf Ländern, weshalb weitere Studien zeigen müssen, ob das Verfahren in anderen Sprachen und Kulturen ähnlich funktioniert.
Dennoch sehen die Beteiligten in der Stimmanalyse langfristig ein wertvolles und kostengünstiges Zusatzinstrument. Sprachaufnahmen lassen sich im Gegensatz zu MRT-Scans oder Blutuntersuchungen ohne medizinische Geräte, nahezu überall erfassen. Sollten künftige Studien die Befunde bestätigen, könnte das Verfahren besonders in Regionen mit begrenztem Zugang zu teurer Diagnostik interessant werden.
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