Arkadiusz Rojczyk, profesor Uniwersytetu Śląskiego, Laboratorium Przetwarzania Mowy w Instytucie Językoznawstwa: - W czerwonej strefie w szpitalach. Miałem to robić osobiście, ale się wystraszyłem, bo jestem dopiero po pierwszej dawce szczepionki. Nagrania zbierają pneumolog i laryngolog, którzy na co dzień pracują na oddziałach covidowych. Wchodzą na salę z rejestratorem dźwięku i dają pacjentowi tekst do przeczytania.

Profesor Andrzej Swinarew z Instytutu Inżynierii Biomedycznej Uniwersytetu Śląskiego, który jest wraz ze mną głową tego projektu, pokrył rejestratory powłoką nieprzepuszczającą koronawirusa, którą sam wymyślił i opatentował. Pokrył także mnie, ale musiałby mi osprejować drogi oddechowe, żebym był bezpieczny.

Co pacjenci mówią do mikrofonu?

Przygotowałem krótki tekst na połowę kartki A4 oraz zdania i słowa.

Na przykład?

"Ta kawa jest pyszna". "Tak właśnie ma pan kosić". "Polak musi kupić taki samochód". Semantycznie te treści nie mają wielkiego znaczenia. Chodzi o kondensację wszystkich cech fonetycznych języka polskiego, które będziemy analizować i w których - tak zakładamy - możemy znaleźć różnice w artykulacji.

Między mową człowieka chorego a zdrowego?

Planujemy porównać trzy grupy: chorych na COVID-19, chorych na inne zakażenie górnych dróg oddechowych, bo musimy szukać różnic między covidem a na przykład grypą, i oczywiście trzeba będzie nagrać zdrową populację jako tę bazową.

Czego się pan spodziewa usłyszeć w zdaniu: "Ta kawa jest pyszna"?

Jeśli mamy jakieś deficyty w centralnym układzie nerwowym, to domknięcia spółgłosek zwarto-wybuchowych jak /t/, /k/ czy /p/, będą mniejsze, krótsze. Tak się dzieje, jeśli człowiek jest pod wpływem alkoholu. Alkohol działa na system nerwowy i wtedy neurokontrola nad artykulacją jest mniejsza, człowiek nie domyka tych spółgłosek.

Bełkocze?

To określenie źle się kojarzy, mogłoby urazić pacjentów. Powiedziałbym, że to mowa "niechlujna", jednak to też ma negatywną konotację. Lepiej by brzmiało "wadliwa", ale to znaczy, że ktoś ma niekompetencje w mówieniu, a to nie o to chodzi.

/W/ może wytracić dźwięczność i brzmieć bardziej jak /f/. Zamiast "kawa" usłyszymy "kafa" – w ekstremalnej wersji.

Weźmy inny przykład, słowo "passa". W języku polskim są geminaty, to znaczy podwojone spółgłoski w słowie. Żeby nie powiedzieć "pasa" w znaczeniu pasa od spodni, tylko "passa" jako seria sukcesów lub porażek, musimy wytrzymać długą artykulację /s/. Jeśli mamy deficyty neurokontroli, to prawdopodobnie nie utrzymamy tego /s/ zbyt długo i powiemy "pasa".

Podobnie w słowie "panna", które kryje ciekawostkę o języku polskim. Możemy je wymówić na dwa sposoby. Wydłużyć to /n/ i tak robią inne języki, które mają geminaty albo zrobić dwa /n/ i taka artykulacja występuje tylko w języku polskim. Jak pokazałem to w Melbourne na kongresie, to nie mogli uwierzyć, a mnie się to wydało oczywiste. W mowie potocznej mówimy "panna" najczęściej przez wydłużenie /n/, a jak chcemy być bardziej poprawni, to mówimy dwa /n/.

Możemy zapisać te słowa fonetycznie, tak jakby wypowiadały je osoby chore na COVID-19?

Poszlibyśmy troszkę w naukową utopię. Ja się nie spodziewam aż takich zmian. Detale będą tu grały rolę. Nie wszystkie zmiany będą wykrywalne dla ucha.

Jak dobieraliście uczestników projektu?

Ograniczała nas zgoda szpitali i pacjentów. Teraz będziemy musieli dopasowywać do nich uczestników w pozostałych grupach badawczych pod względem płci i wieku, żeby uzyskać statystyczną porównywalność.

Uczestnicy z grupy covidowej są w stanie klinicznym nie tak dobrym, by pozostać w domu, ale nie tak dramatycznym, żeby wymagali podłączenia do respiratora. Najważniejsze dla nas, by w ogóle mogli czytać i by nie sprawiało im to trudności.

Skąd założenie, że ludzie chorzy na COVID-19 mają mówić inaczej?

Od lat są badania, które pokazują, że jakiekolwiek deficyty układu nerwowego wpływają na artykulację, ponieważ mowa jest najbardziej biomechanicznym aspektem języka. Jest kontrolowana przez system nerwowy, który wysyła sygnały do struktury mięśniowo-kostnej aparatu mowy.

Są badania, że alpiniści z powodu niedotlenienia mają zmiany w artykulacji mowy, że piloci myśliwców w wyniku przeciążenia grawitacyjnego mają zmiany w artykulacji mowy. Ludzie z depresją, ludzie w upojeniu alkoholowym…

Z depresją? Dlaczego?

To wpływ stanu emocjonalnego na układ nerwowy. Podobnie może działać stres. Wszystko sprowadza się do negatywnej stymulacji układu nerwowego. Alkohol, który upośledza jego działanie chemicznie, daje pozytywny efekt, ale tylko do pewnego momentu.

Nie ma jeszcze na to dowodów, ale na podstawie obserwacji pacjentów wydaje się, że koronawirus SARS-CoV-2 jest dużo bardziej agresywny, jeśli chodzi o układ nerwowy niż inne zakażenia dróg oddechowych. Pacjenci skarżą się na utratę węchu, smaku, ale także na problemy z mową. Te deficyty mowy zostają czasami po ustąpieniu infekcji.

Czyli inaczej jak po alkoholu, bo gdy wytrzeźwiejemy, to mówimy normalnie.

Docierają do mnie głosy, że nauczyciele bardzo ciężko wracają po covidzie do zdrowia, jeśli chodzi o mowę. Chciałbym, żeby się ze mną skontaktowali. Na Uniwersytecie Śląskim w Katowicach mamy świetną logopedię, chcielibyśmy zaprosić ich do nas, a następnie zainteresować tym rząd. Może powinno się prowadzić osobne badania w grupie nauczycieli i jakąś metodę rekonwalescencji im zaproponować. Dla nich to główne narzędzie pracy.

Pewnie dotyczy to wszystkich osób, które pracują głosem i go nadużywają.

Dziennikarz radiowy, który przeprowadzał ze mną wywiad, opowiadał mi, że po covidzie głos mu się załamał totalnie. Dla niego utrata głosu to koniec pracy. Odzyskał go, ale wszyscy wokół mu mówili, że z tym jego głosem jest coś nie tak.

Ja się wcześniej na tym nie koncentrowałem. Każdy, kto u mnie w rodzinie chorował na covid, mówił o węchu, smaku. Problem z głosem kojarzył się wszystkim z chrypką, a tutaj mówimy o dużo głębszych deficytach w zakresie planowania i artykulacji mowy.

Pana narzędziem pracy jest ucho?

Nie, nie. Do odsłuchiwania nagrań pacjentów mamy specjalistyczne oprogramowanie. Będzie mierzyć herce, decybele, długość dźwięku.

Kończymy już nagrania, zdezynfekujemy sprzęt i w przyszłym tygodniu poddamy pliki audio analizie akustycznej.

Nie boi się pan, że będzie tam pełno dźwięków aparatury medycznej?

Mamy dobre rejestratory cyfrowe, a mowa jest dosyć odporna na szumy. Największy nasz problem to, jak nagrać zdrową populację, skoro nie można nikogo ani odwiedzać, ani zapraszać do laboratorium. To jest paradoks w tym projekcie, że łatwiej nagrać chorych. Skończy się na tym, że będę chodzić po znajomych.

A gdzie pan znajdzie chorych na grypę?

Profesor Swinarew ich szuka, on pracuje w szpitalach i mówi, że nie ma problemu.

Co potem, jak już pan nagra i przeanalizuje mowę wszystkich trzech grup?

Jeśli wykażemy różnice, wytrenujemy sieci neuronowe, które działają jak mózg i nauczą się rozpoznawać cechy akustyczne typowe dla covid. Ostatecznie napisalibyśmy aplikację na smartfona, która przy pomocy mikrofonu, za zgodą użytkownika, monitorowałaby jego głos.

Myślałam, że będziecie uczyć medyków, jak wyłapywać zakażonych w trakcie teleporady.

Lekarze mają wiele innych metod rozpoznawania choroby. Ta aplikacja nigdy nie zastąpi testu wymazowego, który jest dużo bardziej dokładny. Ale mogłaby wspierać diagnostykę.

Nie będziecie pierwsi na świecie, Niemcy już opublikowali wyniki podobnych badań.

Ale zrobili to mniej dokładnie, niż my zamierzamy – opisali wpływ zakażenia SARS-CoV-2 na artykulację niemieckich samogłosek. My byśmy chcieli porównać zmiany cech akustycznych w zależności od stanu klinicznego pacjenta. Gdy jest on w gorszym stanie, jego artykulacja powinna wykazywać większe odstępstwo od mowy populacji zdrowej.

Wkrótce pojawią się publikacje Amerykanów o języku angielskim u chorych na covid i my się z nimi trochę ścigamy. Oni zrobią to szybko, bo idą za tym duże pieniądze rządowe. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology już stworzyli stronę internetową, gdzie każdy może nagrać swój kaszel.

Badacie też kaszel?

Spodziewamy się uzyskać dźwięk kaszlu podczas nagrywania tekstu. Zakładamy, że kaszel covidowy różni się od grypowego. To są na razie tylko obserwacje kliniczne, nie ma na to żadnych dowodów naukowych. Będziemy szukać cech akustycznych kaszlu covidowego i porównywać z kaszlem w innych zakażeniach górnych dróg oddechowych.

Dlaczego covidowy miałby być inny?

Z tego, co wiem, ta infekcja bardzo silnie atakuje system respiracyjny, czyli oddechowy i krtań. Wydaje mi się, że spadają napięcia w strunach głosowych, dlatego chorym tak trudno jest mówić i to może też zmieniać akustykę kaszlu. Ale to na razie tylko hipoteza. Nie za bardzo mamy się na czym oprzeć, idziemy w ciemno.

Mówi pan, że Amerykanie dostali na badania duże pieniądze rządowe. A wy ile?

Nie jesteśmy finansowani z żadnych środków grantowych. Nie aplikowaliśmy o to. Gdybyśmy wystąpili o grant do Narodowego Centrum Nauki i jeślibyśmy wygrali, to za rok, czyli po szczepieniach i mam nadzieję końcu pandemii.

Co wykazali Niemcy?

Samogłoski charakteryzują się formantami. To częstotliwości, według których mózg słyszy różnicę między /i/, /a/, /o/. Niemcy zaobserwowali zmiany w tych częstotliwościach u osób chorych na covid. Samogłoski stawały się podobne. Nie aż tak, żeby zlewały się w jedno, ale traciły na sile różnicującej.

To są zmiany uniwersalne dla wszystkich języków?

Oczywiście. Artykulacja samogłosek nie zależy od języka. Polski ma sześć samogłosek, a brytyjski 12. Dlatego u nich to zatarcie różnorodności będzie miało bardziej dramatyczny efekt.

Polski zespół naukowców, którzy badają wpływ wirusa SARS-CoV-2 na mowę:

Dr hab. Arkadiusz Rojczyk, prof. UŚ, Laboratorium Przetwarzania Mowy, Instytut Językoznawstwa, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Dr hab. Andrzej Swinarew, prof. UŚ, Instytut Inżynierii Biomedycznej, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Dr Szymon Skoczyński, Katedra i Klinika Pneumologii, Śląski Uniwersytet Medyczny

Dr Jarosław Paluch, Katedra i Klinika Laryngologii, Śląski Uniwersytet Medyczny

Prof. dr hab. Katarzyna Mizia-Stec, Kierownik I Katedry i Kliniki Kardiologii, Śląski Uniwersytet Medyczny

Prof. dr hab. Arkadiusz Stanula, Kierownik Katedry Sportów Indywidualnych, AWF Katowice

Dr Paweł Janik, Instytut Inżynierii Biomedycznej, Uniwersytet Śląski w Katowicach

Mgr Jadwiga Gabor, Instytut Inżynierii Materiałowej, Uniwersytet Śląski w Katowicach