Εφαρμογή τεχνικών μηχανικής μάθησης σε δημογραφικά/κοινωνικο-οικονομικά δεδομένα

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία διερευνά τη γνωστική λειτουργία ηλικιωμένων ατόμων και τη σχέση της με δημογραφικά, υγειονομικά και κοινωνικά χαρακτηριστικά, μέσω της συνδυαστικής εφαρμογής πολυμεταβλητών στατιστικών μεθόδων και τεχνικών μηχανικής μάθησης. Για την ανάλυση αξιοποιήθηκαν δεδομένα από το Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE) και την εξειδικευμένη γνωστική υπομελέτη SHARE-HCAP. Βασικοί στόχοι ήταν η διερεύνηση της πολυμεταβλητής δομής των γνωστικών δοκιμασιών, η εξέταση διαφοροποιήσεων ως προς τη γνωστική κατάσταση και η ανάδειξη ευρύτερων γνωστικών, υγειονομικών και κοινωνικοδημογραφικών προφίλ των συμμετεχόντων. Αρχικά πραγματοποιήθηκαν περιγραφικές και επαγωγικές αναλύσεις, με κατάλληλη αντιμετώπιση της πολλαπλότητας των στατιστικών ελέγχων. Για τη διερεύνηση της γνωστικής δομής εφαρμόστηκαν Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών και διερευνητική Ανάλυση Παραγόντων με τη μέθοδο των κυρίων αξόνων και λοξή περιστροφή oblimin. Οι παραγοντικές βαθμολογίες που προέκυψαν συνδυάστηκαν στη συνέχεια με δημογραφικούς, υγειονομικούς και κοινωνικούς δείκτες και χρησιμοποιήθηκαν στην Ανάλυση Συστάδων με τις μεθόδους Ward και k-means. Πριν από τη συσταδοποίηση εφαρμόστηκαν τυποποίηση και θεματική στάθμιση των μεταβλητών, ώστε τα διαφορετικά πεδία πληροφορίας να εκπροσωπούνται ισόρροπα. Η ανθεκτικότητα των αποτελεσμάτων διερευνήθηκε επιπλέον μέσω αναλύσεων ευαισθησίας και επαναδειγματοληπτικών διαδικασιών bootstrap, στις οποίες επανεκτιμήθηκαν τα βασικά στάδια της αναλυτικής διαδικασίας. Η Ανάλυση Κυρίων Συνιστωσών ανέδειξε μια κυρίαρχη διάσταση γενικής γνωστικής επίδοσης και μια συμπληρωματική διάσταση που διαφοροποιούσε κυρίως τις οπτικοχωρικές και κατασκευαστικές επιδόσεις από την ανάκληση και αναγνώριση λέξεων. Η Ανάλυση Παραγόντων ανέδειξε διακριτές αλλά συσχετιζόμενες γνωστικές διαστάσεις που αφορούσαν την ανάκληση και αναγνώριση λέξεων, τη μνήμη αφηγηματικού υλικού, τις οπτικοχωρικές και κατασκευαστικές ικανότητες σε συνδυασμό με τη μη λεκτική συλλογιστική, καθώς και την προσοχή, την ταχύτητα νοητικής επεξεργασίας και τη λεκτική ευχέρεια. Τα αποτελέσματα υποστηρίζουν επομένως μια πολυδιάστατη οργάνωση της γνωστικής λειτουργίας, παράλληλα με την παρουσία ενός ευρύτερου κοινού άξονα γνωστικής επίδοσης. Η Ανάλυση Συστάδων ανέδειξε ευρύτερα προφίλ συμμετεχόντων που διαφοροποιούνταν ταυτόχρονα ως προς γνωστικά, υγειονομικά και κοινωνικά χαρακτηριστικά. Το ευνοϊκότερο προφίλ συνδεόταν με καλύτερες γνωστικές επιδόσεις, νεότερη ηλικία, υψηλότερο εκπαιδευτικό επίπεδο, ευνοϊκότερους δείκτες υγείας και λειτουργικότητας και ισχυρότερο κοινωνικό δίκτυο. Αντίθετα, το δυσμενέστερο προφίλ χαρακτηριζόταν από χαμηλότερες γνωστικές επιδόσεις, μεγαλύτερη ηλικία, χαμηλότερο εκπαιδευτικό επίπεδο και δυσμενέστερα υγειονομικά και λειτουργικά χαρακτηριστικά, ενώ σε αυτό παρατηρήθηκε μεγαλύτερη παρουσία συμμετεχόντων με γνωστική επιβάρυνση. Παρά τη σαφή ερμηνευτική διαφοροποίηση των προφίλ, οι δείκτες εσωτερικού διαχωρισμού έδειξαν σημαντική επικάλυψη μεταξύ τους. Ωστόσο, η λύση της k-means παρουσίασε υψηλή δειγματοληπτική σταθερότητα στις επαναδειγματοληπτικές αναλύσεις. Συνολικά, τα ευρήματα αναδεικνύουν τη χρησιμότητα της συνδυαστικής εφαρμογής τεχνικών μείωσης διάστασης, διερεύνησης λανθανουσών γνωστικών δομών και μη επιβλεπόμενης ομαδοποίησης για την περιγραφή σύνθετων προφίλ στην τρίτη ηλικία. Παράλληλα, υπογραμμίζουν ότι η γνωστική λειτουργία είναι σκόπιμο να εξετάζεται σε συνδυασμό με το ευρύτερο δημογραφικό, υγειονομικό και κοινωνικό πλαίσιο των ατόμων. Λόγω του διατομεακού σχεδιασμού, της ανάλυσης πλήρων περιπτώσεων και της μη ενσωμάτωσης δειγματοληπτικών βαρών, τα αποτελέσματα αφορούν το συγκεκριμένο αναλυτικό δείγμα και δεν θα πρέπει να ερμηνεύονται ως αιτιώδη, διαγνωστικά ή ως άμεσες εκτιμήσεις πληθυσμιακών διαφορών.