Dépistage précoce des maladies neurologiques grâce à l’Intelligence Artificielle

Révolutionnaire pour la communauté scientifique, l’Intelligence Artificielle permet aujourd’hui, de prévenir de plus en plus de maladies de façon précoce mais aussi de diagnostiquer une pathologie et d’améliorer le suivi des patients. Son succès repose principalement sur une importante base de données médicales à partir de laquelle un algorithme apprend reconnaître les signes avant-coureurs d’une maladie. Qu’en est-il pour les maladies neurologiques ? Faisons le point.

L’Intelligence Artificielle, un domaine en plein essor

Développé dans les années 1960, l’IA est un domaine en plein boom. Reposant sur un système de statistiques, elle analyse de nombreuses données, qui sont par la suite filtrées par des algorithmes.

L’Intelligence Artificielle s’appuie sur deux approches complémentaires :

Symbolique, fondée sur la logique.
Numérique, fondée sur les données.

Ce système aide la machine à mesurer l’importance d’un problème, à le comparer à des situations passées similaires et à lister par la suite, les solutions possibles afin de donner un résultat fiable.

Ses capacités d’analyse permettent de prévenir l’apparition d’une maladie avant même qu’elle ne se développe chez certains patients dits « pré-exposés ». Les données médicales constituent en effet, une ressource inestimable pour prédire des maladies, diagnostiquer une pathologie ou améliorer le suivi des patients. En s’appuyant sur une importante data stockée dans un programme d’apprentissage, l’algorithme apprend à « reconnaître » les signes d’une maladie. Elle est alors en mesure, selon les données confrontées, de poser un diagnostic fiable ou de lever un doute sur une potentielle pathologie.

Que ce soient pour les médecins, le personnel de santé ou bien l’industrie pharmaceutique et la biotechnologie, elle participe à l’amélioration de l’efficacité du système de soins.

Une technologie qui offre d’importantes perspectives face aux maladies neurologiques

L’Intelligence Artificielle permet aujourd’hui d’étudier les processus neurodégénératifs de plus en plus précisément. Elle fait l’objet de différents travaux de recherche, en particulier concernant la maladie d’Alzheimer, une maladie neurodégénérative qui affecte principalement la mémoire, mais également d’autres fonctions cognitives, liées par exemple au langage, au raisonnement ou à l’apprentissage. C’est une des principales causes de handicap et de dépendance chez les personnes âgées dans le monde. 900 000 personnes en sont atteintes en France selon l’Institut Pasteur. Lorsque les symptômes de la maladie apparaissent, elle est déjà avancée et la prise en charge est difficile.

L’équipe Aramis, basée à l’Institut du Cerveau à Paris, mène des travaux de recherche sur la détection précoce de la maladie d’Alzheimer grâce à l’Intelligence Artificielle. Selon Ninon Burgos, chercheuse CNRS à l’Institut du Cerveau, l’Intelligence Artificielle permet de travailler en synergie avec l’imagerie médicale TEP (méthode d’imagerie médicale reposant sur l’injection d’un traceur faiblement radioactif permettant d’observer la consommation de glucose par les neurones, qui diminue lorsque ces derniers meurent ; le second est l’accumulation anormale des protéines bêta-amyloïde et tau, à l’origine de la neurodégénérescence) pour « anticiper le plus possible la survenue de la maladie » selon elle.

« Le principal objectif et de repérer les anomalies cérébrales en comparant l’image d’un cerveau potentiellement altéré par la maladie avec une image saine de ce même cerveau » explique la chercheuse.

Cette comparaison permet de repérer les éventuelles zones cérébrales qui présentent des anomalies dues à la maladie d’Alzheimer, c’est-à-dire les premiers signes biologiques qui précèdent les symptômes.

Le principal intérêt de l’IA réside dans sa capacité à traiter des données, bien supérieure à celle des humains. Cette équipe de recherche travaille au développement d’un algorithme permettant d’analyser de nombreuses images de cerveaux sains et, avec de l’entraînement, pouvant détecter les éventuelles anomalies. Toutes les zones du cerveau sont étudiées. De ce fait, l’Intelligence artificielle pourrait ainsi aider à révéler des anomalies présentes dans d’autres types de maladies.

Aux États-Unis, des scientifiques de l’UC San Francisco ont trouvé grâce à l’Intelligence Artificielle, une façon de prédire l’apparition de la maladie d’Alzheimer, plusieurs années avant l’apparition des premiers symptômes.

Publié dans la revue Nature Aging, l’auteure principale de l’étude, Alice Tang, étudiante au Sirota Lab à l’UCSF explique qu’il s’agit d’une première étape vers l’utilisation de l’IA sur des données cliniques de routine, non seulement pour identifier le risque le plus tôt possible, mais également pour comprendre la biologie qui le sous-tend. La puissance de cette approche de l’Intelligence Artificielle réside dans l’identification des risques en fonction de combinaisons de maladies.

Pour y parvenir, les chercheurs ont utilisé la base de données cliniques de l’UCSF comptant plus de 5 millions de patients. Ils ont découvert qu’ils étaient ainsi capables de déterminer quel patient serait susceptible de développer la maladie d’Alzheimer jusqu’à sept ans avant l’apparition des premiers symptômes. D’après leurs recherches, leurs pronostics ont une efficacité de 72%. Selon les résultats de l’étude, plusieurs facteurs, dont l’hypertension, l’hypercholestérolémie et la carence en vitamine D, étaient prédictifs tant chez les hommes que chez les femmes.

Ces découvertes sont encourageantes pour, par la suite, envisager un dépistage précoce d’autres maladies neurologiques. En effet, selon la conclusion rendue de centaines de chercheurs, réunis sous l’égide de l’Institute for Health Metrics and Evaluation (IHME), organisme de référence dans les statistiques de la santé, 43% de la population mondiale, soit 3,4 milliards de personnes, ont été touchées par des pathologies neurologiques en 2021. Elles représentent désormais la principale cause mondiale de problèmes de santé, avant les maladies cardiovasculaires selon leur étude publiée jeudi 14 mars 2024 dans la revue scientifique The Lancet Neurology.

Une approche porteuse d’espoir pour des milliers de patients !

Sources :