論文の概要: Longitudinal Digital Phenotyping for Early Cognitive-Motor Screening
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.25673v1
- Date: Thu, 26 Mar 2026 17:27:49 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-27 20:52:48.399185
- Title: Longitudinal Digital Phenotyping for Early Cognitive-Motor Screening
- Title(参考訳): 早期認知運動スクリーニングのための経時的デジタル検査法
- Authors: Diego Jimenez-Oviedo, Ruben Vera-Rodriguez, Ruben Tolosana, Juan Carlos Ruiz-Garcia, Jaime Herreros-Rodriguez,
- Abstract要約: 18歳から8歳までの子どもの発達軌跡をモデル化するためのAI駆動型縦断フレームワークを提案する。
複数の学年で収集されたタブレットによるインタラクションのデータセットを用いて,6つの認知運動課題を分析した。
分析の結果,低,中,高の3つのプロファイルが明らかになった。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.034170250427599
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Early detection of atypical cognitive-motor development is critical for timely intervention, yet traditional assessments rely heavily on subjective, static evaluations. The integration of digital devices offers an opportunity for continuous, objective monitoring through digital biomarkers. In this work, we propose an AI-driven longitudinal framework to model developmental trajectories in children aged 18 months to 8 years. Using a dataset of tablet-based interactions collected over multiple academic years, we analyzed six cognitive-motor tasks (e.g., fine motor control, reaction time). We applied dimensionality reduction (t-SNE) and unsupervised clustering (K-Means++) to identify distinct developmental phenotypes and tracked individual transitions between these profiles over time. Our analysis reveals three distinct profiles: low, medium, and high performance. Crucially, longitudinal tracking highlights a high stability in the low-performance cluster (>90% retention in early years), suggesting that early deficits tend to persist without intervention. Conversely, higher-performance clusters show greater variability, potentially reflecting engagement factors. This study validates the use of unsupervised learning on touchscreen data to uncover heterogeneous developmental paths. The identified profiles serve as scalable, data-driven proxies for cognitive growth, offering a foundation for early screening tools and personalized pediatric interventions.
- Abstract(参考訳): 非定型認知運動の早期発見はタイムリーな介入には不可欠であるが、伝統的な評価は主観的で静的な評価に大きく依存している。
デジタルデバイスの統合は、デジタルバイオマーカーによる継続的かつ客観的なモニタリングの機会を提供する。
本研究では,18~8歳児の発達軌跡をモデル化するAI駆動型縦断フレームワークを提案する。
複数の学年で収集されたタブレットによるインタラクションのデータセットを用いて,認知運動の6つのタスク(例えば,運動制御,反応時間)を分析した。
本研究では,異なる発達表現型を識別し,それらのプロファイル間の個々の遷移を時間とともに追跡するために,次元削減(t-SNE)と教師なしクラスタリング(K-Means++)を適用した。
分析の結果,低,中,高の3つのプロファイルが明らかになった。
重要な点として、経時的追跡は低パフォーマンスクラスタの安定性の高さ(早期の90%の維持)を強調しており、早期の障害は介入なしに持続する傾向があることを示唆している。
逆に、高性能クラスタはより多様性を示し、エンゲージメント要因を反映する可能性がある。
本研究では,不均一な発達経路を明らかにするために,非教師なし学習をタッチスクリーンデータに応用することを検証する。
識別されたプロファイルは、認知的成長のためのスケーラブルでデータ駆動のプロキシとして機能し、早期スクリーニングツールとパーソナライズされた小児介入の基礎を提供する。
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