Modèle d’IA détecte la maladie de Parkinson à partir des modèles de respiration

Une équipe de chercheurs du MIT a développé un modèle d’intelligence artificielle (IA) capable de détecter la maladie de Parkinson en lisant les modèles de respiration d’une personne.

Le réseau de neurones est capable d’évaluer la respiration nocturne d’une personne, ou les modèles de respiration pendant le sommeil, pour déterminer si elle est atteinte de la maladie de Parkinson ou non. Il a été formé par l’étudiant en doctorat du MIT Yuzhe Yang et le postdoctorant Yuan Tuan, et il peut déterminer la gravité de la maladie de Parkinson chez quelqu’un tout en suivant son évolution dans le temps.

Yang est le premier auteur de la nouvelle étude, qui a été publiée dans Nature Medicine.

L’équipe comprenait Dina Katabi, professeur Thuan et Nicole Pham au département de génie électrique et d’informatique (EECS), et investigateur principal au MIT Jameel Clinic.

Katabi, qui est l’auteur principal, est également affiliée au laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du MIT et directrice du Centre pour les réseaux sans fil et l’informatique mobile.

Les chercheurs ont constamment étudié le potentiel de détection de la maladie de Parkinson à l’aide du liquide cérébrospinal et de l’imagerie cérébrale, mais ces méthodes sont invasives et coûteuses. Elles nécessitent également l’accès à des centres médicaux spécialisés.

Évaluation par IA chaque nuit

L’équipe de chercheurs a cherché à surmonter ces défis et a démontré que l’évaluation de la maladie de Parkinson par IA peut être effectuée chaque nuit à la maison. La personne peut même dormir sans être touchée.

Les chercheurs ont développé un appareil qui ressemble à un routeur Wi-Fi domestique, et qui émet des signaux radio, analyse leurs réflexions sur l’environnement surrounding et extrait les modèles de respiration de la personne sans contact corporel. Le signal de respiration est transmis au réseau de neurones pour évaluer la maladie de Parkinson, sans aucun effort de la part du patient et du soignant.

“Une relation entre la maladie de Parkinson et la respiration a été notée dès 1817, dans l’œuvre du Dr James Parkinson. Cela nous a motivés à considérer le potentiel de détection de la maladie à partir de la respiration sans regarder les mouvements”, déclare Katabi. “Certaines études médicales ont montré que les symptômes respiratoires se manifestent des années avant les symptômes moteurs, ce qui signifie que les attributs de la respiration pourraient être prometteurs pour l’évaluation des risques avant le diagnostic de la maladie de Parkinson.”

Selon Katabi, l’étude a des implications importantes pour le développement de médicaments et les soins cliniques.

“En termes de développement de médicaments, les résultats peuvent permettre des essais cliniques avec une durée significativement plus courte et moins de participants, ce qui accélérera en fin de compte le développement de nouvelles thérapies. En termes de soins cliniques, l’approche peut aider à évaluer les patients atteints de la maladie de Parkinson dans les communautés traditionnellement sous-servies, y compris celles qui vivent dans les zones rurales et celles qui ont des difficultés à quitter leur domicile en raison de la mobilité limitée ou d’une déficience cognitive”, déclare-t-elle.

Ray Dorsey est professeur de neurologie à l’Université de Rochester et co-auteur de l’article. Il est un spécialiste de la maladie de Parkinson et déclare que l’étude est probablement l’une des plus grandes études sur le sommeil jamais menées sur la maladie de Parkinson.

“Nous n’avons eu aucun progrès thérapeutique ce siècle, ce qui suggère que nos approches actuelles pour évaluer les nouveaux traitements sont sous-optimales”, déclare Dorsey. “Nous avons très peu d’informations sur les manifestations de la maladie dans leur environnement naturel et [l’appareil de Katabi] vous permet d’obtenir des évaluations objectives et réelles de la façon dont les gens se portent à la maison. L’analogie que j’aime tirer [des évaluations actuelles de la maladie de Parkinson] est un lampadaire de rue la nuit, et ce que nous voyons du lampadaire est un segment très petit … [l’appareil de Katabi] est entièrement sans contact et nous aide à éclairer l’obscurité.”