基于生物特征檢測的青少年焦慮—抑郁傾向檢測

許智濤 黃廷禾

（上海立信會(huì)計(jì)金融學(xué)院 上海 201209）

0 引言

（1）研究背景。2020年初爆發(fā)的公共衛(wèi)生事件深刻地影響和改變了人民的生活方式，打亂了許多人原本的人生規(guī)劃，對(duì)人民的身心健康造成了不同程度的影響。其中，受其影響最為顯著的便是青少年這一群體。青少年正處于人生觀、價(jià)值觀和世界觀形成的關(guān)鍵階段，雖然在年齡上已經(jīng)成年，但其思想尚未完全從幼稚走向成熟，心理機(jī)能尚處于不穩(wěn)定階段，自我調(diào)節(jié)與抗壓能力較差。因此，在這期間帶來的種種影響，諸如初期社會(huì)上蔓延的焦慮與恐慌的氛圍，漫長的隔離期帶來的麻木、困惑、無意義感、不安全感與失控感，均有可能給青少年帶來一定程度的心理壓力，損害著青少年的心理健康。不僅如此，即使是在防控常態(tài)化的特殊時(shí)期，依舊存在許多因素可能會(huì)影響青少年的心理健康。這些因素對(duì)于低年級(jí)學(xué)生來說，可能是返校后重新適應(yīng)集體生活和學(xué)習(xí)場景的問題，而對(duì)高年級(jí)學(xué)生來說，則可能是更為嚴(yán)重的就業(yè)困難、出國規(guī)劃被打亂、考研困難等問題。綜上所述，由公共衛(wèi)生事件帶來的直接或間接影響都可能給青少年帶來心理壓力，最終致使產(chǎn)生焦慮或抑郁的心理問題傾向。而心理問題一旦產(chǎn)生，如果沒有得到及時(shí)的疏導(dǎo)或治理，極可能持續(xù)向重度的方向發(fā)展，最終造成不可挽回的后果。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)存在心理問題的青少年進(jìn)行干預(yù)是一項(xiàng)刻不容緩的工作。

（2）研究現(xiàn)狀。突發(fā)公共衛(wèi)生事件對(duì)不僅僅對(duì)我國經(jīng)濟(jì)造成了沉重的打擊，同時(shí)對(duì)我國人民的心理健康造成了一定的負(fù)面影響。通過對(duì)376名在校大學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生已經(jīng)出現(xiàn)了恐慌、焦慮、壓抑、抑郁、緊張等不良情緒，以及相對(duì)應(yīng)的軀體化癥狀。處于居家隔離狀態(tài)的大學(xué)生普遍出現(xiàn)了不同程度的心理應(yīng)激反應(yīng)和心理問題[1]。更有人對(duì)比了大學(xué)生和全社會(huì)的平均情況，發(fā)現(xiàn)大學(xué)生的心理健康水平低于全社會(huì)，且焦慮和抑郁分?jǐn)?shù)高于全國常模[2]。因此，關(guān)注大學(xué)生的心理健康狀況，有針對(duì)性滿足大學(xué)生的心理需求，解決其心理困擾，積極介入和干預(yù)大學(xué)生的心理問題十分有必要[3]。對(duì)于如何解決青少年的因疫情導(dǎo)致的焦慮—抑郁傾向問題，國內(nèi)部分學(xué)者也提出了自己的見解。在外部策略的研究上，通過調(diào)查問卷分析[4]，以及Logistic多元回歸分析[5]研究大學(xué)生心理問題的影響因素，發(fā)現(xiàn)大致應(yīng)該從家庭、學(xué)校、社會(huì)等大方向去探討解決對(duì)策。而在內(nèi)部策略的研究上，發(fā)現(xiàn)大學(xué)生心理健康狀況與心理復(fù)原力及各維度呈顯著負(fù)相關(guān)[6]受挫心理是大學(xué)生心理問題的內(nèi)在動(dòng)因[7]，因此在個(gè)人方面，可以通過提高大學(xué)生復(fù)原力水平，滿足大學(xué)生心理需要等方面進(jìn)行干預(yù)。

1 實(shí)現(xiàn)方法

1.1 基于DBSCAN算法尋找各類興趣區(qū)

對(duì)于不同的類（正常、抑郁、焦慮、焦慮—抑郁）而言，樣本所注視的區(qū)域往往是不同的。例如，我們利用眼動(dòng)數(shù)據(jù)畫出了正常類以及抑郁類中某些樣本的熱力圖之后，可以明顯地發(fā)現(xiàn)，這兩類所注視的區(qū)域是有十分明顯的差距的。對(duì)此，我們預(yù)先并不可能知道某類對(duì)某張圖的興趣區(qū)域具體是哪些，所以我們利用DBSCAN算法進(jìn)行聚類從而尋找各類的興趣區(qū)域經(jīng)過上述所說的DBSCAN算法進(jìn)行聚類后，對(duì)于每一類的不同圖片的興趣區(qū)域已經(jīng)有明顯的差異，利用每一個(gè)簇的邊界點(diǎn)構(gòu)成聚類邊界，以該邊界構(gòu)成的區(qū)域即興趣區(qū)域。對(duì)于各類的區(qū)域而言，正常樣本的興趣區(qū)域與非正常樣本之間存在著重合的以及不重合的區(qū)域。對(duì)于重合的區(qū)域，我們認(rèn)為這是由于圖像的主體所吸引的被測試者的目光。而對(duì)于每個(gè)類獨(dú)有的區(qū)域，就是該類所特有的興趣區(qū)域。此處我們定義，正常類的特有興趣區(qū)域成為積極區(qū)域，非正常類的特有興趣區(qū)域成為消極區(qū)域。

1.2 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的精確分類

在分類器測試實(shí)驗(yàn)中，我們將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集（占比75%）以及測試集（占比25%），然后選擇了多種機(jī)器學(xué)習(xí)算法，包括：K 臨近算法（KNN，K-Nearest Neighbor）、支持向量機(jī)算法（SVM，Support Vector Machine）、樸素貝葉斯（GNB，Gaussian naive Bayes）、邏輯回歸（LOG，Logistic）、BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（BPNN,Back Propagation Neural Networks）。在利用多種機(jī)器學(xué)習(xí)分類算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后，我們對(duì)所有算法的表現(xiàn)都畫出了相應(yīng)的ROC曲線，最終選擇效果最好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為最佳分類方法，以此來檢測新樣本是否存在焦慮—抑郁傾向。

2 創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 研究視角創(chuàng)新

對(duì)于心智尚未完全成熟的青少年而言，生活狀態(tài)、學(xué)習(xí)模式等方面的改變對(duì)他們心理狀況的影響是較大的。本文使用基于生物學(xué)特征的焦慮—抑郁檢測方法，利用其去主觀化的特點(diǎn)，對(duì)兩所國內(nèi)的高中、兩所國內(nèi)的高校進(jìn)行調(diào)研，具有科學(xué)性和正確性。

2.2 學(xué)術(shù)觀點(diǎn)創(chuàng)新

該核本文提出采用基于生物學(xué)特征與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合的焦慮—抑郁檢測新思路。依靠受測者眼部運(yùn)動(dòng)特征判斷其是否患有焦慮—抑郁傾向。依靠生物學(xué)特征檢測青少年是否患有焦慮—抑郁傾向的方法對(duì)于社會(huì)環(huán)境優(yōu)化的發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。

2.3 研究方法創(chuàng)新

我國以抑郁障礙為主的心境障礙和焦慮障礙患病率總體呈上升趨勢?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)量表檢測較大程度上受到受測者主觀因素的影響，從而導(dǎo)致量表檢測結(jié)果與受測者實(shí)際結(jié)果造成一定程度上的偏差?；谏飳W(xué)特征的檢測方法具有去主觀化、可重復(fù)性的特點(diǎn)，不僅可以有效避免受測試者因?qū)α勘眍}目有自己的認(rèn)知偏差，還可以避免受測者為了躲避真實(shí)檢測結(jié)果而利用主觀意識(shí)改變量表的填寫結(jié)果等一系列造成檢測錯(cuò)誤的現(xiàn)象。不僅如此，文本還根據(jù)調(diào)研得來的結(jié)果給出相應(yīng)建議，做到檢測方法與檢測結(jié)果建議并行的創(chuàng)新。

3 總結(jié)

通過解讀由生物學(xué)標(biāo)記法獲取的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而得到的檢測結(jié)果具有極高的準(zhǔn)確性和極大的可靠性，并且生物學(xué)標(biāo)記法可以避免極大部分主觀因素對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造成影響，從而使實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與患者的實(shí)際情況具有極高的匹配度。生物學(xué)標(biāo)記法不但可以幫助咨詢師更好地檢測患者是否患病及患者患病的嚴(yán)重程度，而且對(duì)了解有關(guān)病情的發(fā)病機(jī)制同樣有極大的促進(jìn)作用，可以更有效、更有針對(duì)性地幫助患者減輕病情影響。盡管生物學(xué)對(duì)抑郁癥的研究到現(xiàn)在仍然存在一定局限性，但前景依然十分可觀。