Brooke A. Ammerman

Suicidal ideation (SI) fluctuates rapidly within individuals, but standard ecological momentary assessment (EMA) uses fixed schedules that miss critical risk windows. We present ARES-SI (Adaptive Reinforcement-Enhanced Sampling for Suicidal Ideation), a reinforcement learning system that personalizes EMA timing to individual risk patterns. ARES-SI combines random forest models to predict active SI probability and non-response likelihood with a Q-learning algorithm to determine optimal assessment intervals (30 min for high-risk states, 3 h for low-risk states, and next day to reduce burden). We trained the system using EMA data from 98 participants across three studies with varied sampling frequencies (4–15 assessments per day; 2359 positive active SI responses) over 28-day protocols. In validation testing ( N = 34; 374 positive active SI responses), the random forest models achieved an AUC of 0.865 for active SI and 0.750 for non-response. ARES-SI demonstrated 65% higher action selection accuracy than random scheduling (0.781 vs. 0.474; macro F1 = 0.650 vs. 0.377), with stronger detection of high-risk windows (30-min recall = 0.810 vs. 0.392) and efficient low-risk scheduling (3-h precision = 0.972 vs. 0.876). These findings provide initial evidence that reinforcement learning can adapt assessment timing to momentary risk.

افکار خودکشی (SI) به‌سرعت درون افراد نوسان می‌کند، اما ارزیابی لحظه‌ای بوم‌شناختی (EMA) استاندارد از برنامه‌های زمانی ثابت استفاده می‌کند که پنجره‌های بحرانی خطر را از دست می‌دهد. ما سامانه ARES-SI (نمونه‌برداری تقویت‌شده تطبیقی برای افکار خودکشی) را معرفی می‌کنیم که یک سامانه یادگیری تقویتی است و زمان‌بندی EMA را بر اساس الگوهای خطر فردی شخصی‌سازی می‌کند. ARES-SI مدل‌های جنگل تصادفی را برای پیش‌بینی احتمال SI فعال و احتمال عدم پاسخ‌دهی با الگوریتم Q-learning ترکیب می‌کند تا فواصل بهینه ارزیابی را تعیین کند (۳۰ دقیقه برای وضعیت‌های پرخطر، ۳ ساعت برای وضعیت‌های کم‌خطر و روز بعد برای کاهش بار). این سامانه با استفاده از داده‌های EMA از ۹۸ شرکت‌کننده در سه مطالعه با فرکانس‌های نمونه‌برداری متفاوت (۴ تا ۱۵ ارزیابی در روز؛ ۲۳۵۹ پاسخ مثبت SI فعال) طی پروتکل‌های ۲۸ روزه آموزش داده شد. در آزمون اعتبارسنجی (N = 34؛ ۳۷۴ پاسخ مثبت SI فعال)، مدل‌های جنگل تصادفی به AUC برابر با ۰.۸۶۵ برای SI فعال و ۰.۷۵۰ برای عدم پاسخ‌دهی دست یافتند. ARES-SI دقت انتخاب عمل را ۶۵٪ بالاتر از زمان‌بندی تصادفی نشان داد (۰.۷۸۱ در مقابل ۰.۴۷۴؛ F1 کلان = ۰.۶۵۰ در مقابل ۰.۳۷۷)، با شناسایی قوی‌تر پنجره‌های پرخطر (یادآوری ۳۰ دقیقه‌ای = ۰.۸۱۰ در مقابل ۰.۳۹۲) و زمان‌بندی کارآمد برای وضعیت‌های کم‌خطر (دقت ۳ ساعته = ۰.۹۷۲ در مقابل ۰.۸۷۶). این یافته‌ها شواهد اولیه‌ای ارائه می‌کنند که یادگیری تقویتی می‌تواند زمان‌بندی ارزیابی را با خطر لحظه‌ای تطبیق دهد.