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← L’intelligence artificielle embarquée dans une montre pour anticiper les crises d’épilepsie

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Showing Revision 46 created 11/04/2019 by eric vautier.

  1. Je vous présente Henry.
  2. Un joli petit garçon.
  3. Mais à l’âge de trois ans,
  4. sa maman l’a trouvé
    sous l'emprise de convulsions fébriles.
  5. Ces convulsions surviennent
    quand on a de la fièvre.
  6. Le médecin lui a conseillé
  7. de ne pas s'inquiéter trop car ça allait
    disparaître en grandissant.
  8. À quatre ans, Henry a eu
    une crise de convulsions,
  9. le genre de crises qui cause une perte
    de conscience et des spasmes musculaires,
  10. appelée épilepsie généralisée.
  11. Le diagnostic d'épilepsie d'Henry
    n'était pas encore arrivé par la poste
  12. quand sa maman est allée
    le réveiller un matin.
  13. Mais en entrant dans sa chambre,
  14. elle a découvert
    son corps froid et sans vie.
  15. Henry avait succombé à une MSIE,

  16. une mort subite
    et inexpliquée en épilepsie.
  17. Qui parmi vous a déjà
    entendu parler de la MSIE ?
  18. Vous êtes tous très cultivés
    pourtant je vois peu de mains se lever.
  19. MSIE, c'est quand une personne
    en bonne santé mais souffrant d'épilepsie
  20. meurt et que l'autopsie ne permet pas
    de déterminer la cause de mort.
  21. Une personne meurt de MSIE
    toutes les sept à neuf minutes.
  22. Deux personnes vont en mourir
    pendant une TED Talk.
  23. Un cerveau sain a une activité électrique.
  24. Voici quelques ondes électriques
  25. qui sortent du cerveau sur l'illustration.
  26. Elles doivent ressembler
    à une activité électrique typique
  27. qu'un électroencéphalographe
    peut enregistrer.
  28. Toutefois, une crise est une activité
    électrique anormale,
  29. qui peut être localisée.
  30. Elle a lieu dans
    une petite région du cerveau.
  31. Quand la crise survient,
    on peut avoir une sensation étrange.
  32. Certains parmi vous pourraient
    en avoir une maintenant
  33. sans que leur voisin ne s'en aperçoive.
  34. Toutefois, quand la crise se répand
    dans tout le cerveau
  35. comme un feu de forêt,
  36. elle se généralise.
  37. Une épilepsie généralisée
    va causer la perte de conscience
  38. et des convulsions.
  39. Aux États-Unis, il y a davantage
    de personnes qui meurent de MSIE

  40. que de mort subite du nourrisson.
  41. Qui parmi vous a déjà entendu parler
    de la mort subite ?
  42. Voilà ! Presque toutes vos mains
    sont levées.
  43. Que se passe-t-il ?
  44. Pourquoi cette cause de mortalité
    si fréquente reste-t-elle si peu connue ?
  45. Que faire pour l'éviter ?
  46. La science a démontré que deux actions
  47. permettent d'éviter
    ou de réduire le risque de MSIE.
  48. La première :
    « Suivre les instructions du médecin
  49. et prendre son traitement. »
  50. Deux-tiers des personnes
    souffrant d'épilepsie
  51. les gardent sous contrôle
    avec les traitements médicamenteux.
  52. Deuxièmement, on peut réduire les risques
    de mortalité avec la présence d'un proche.
  53. C'est-à-dire une personne
    à vos côtés au moment de la crise.
  54. Bien que vous n'ayez finalement
    que peu entendu parler de MSIE
  55. c'est la deuxième cause
    de réduction d'espérance de vie
  56. parmi tous les troubles neurologiques.
  57. L'ordonnée de ce graphique
    représente le taux de mortalité
  58. multiplié par l'espérance de vie.
  59. Plus haut il est,
    plus l'impact est important.
  60. Contrairement aux autres maladies,
  61. le fait d'avoir quelqu'un à proximité
    réduit l'incidence de mortalité de MSIE.
  62. Pourquoi est-ce que moi, Roz Picard,
    chercheur en intelligence artificielle,

  63. je vous parle de ça ?
  64. Après tout, je ne suis pas neurologue.
  65. Je travaillais au Media Lab
    sur des mesures des émotions,
  66. pour rendre les machines plus perspicaces
    au sujet de nos émotions.
  67. Et nous réalisions beaucoup
    de recherches sur les mesures du stress.
  68. On a fabriqué tout un tas de capteurs
  69. qui le mesurent
    sous des critères différents.
  70. Mais une mesure précise
  71. a été développée à partir d'une ancienne
    mesure du degré d'humidité des paumes
  72. avec un signal électrique.
  73. C'est un signal
    de la conductivité de la peau
  74. connu pour augmenter avec la nervosité.
  75. En fait, il augmente aussi
    avec d'autres conditions.
  76. Tous ces câbles électriques
    sur les mains ne sont pas pratiques.
  77. Alors, on a inventé d'autres moyens
    au Media Lab du MIT.
  78. Avec des capteurs portables,
  79. on a collecté les premières données
    de qualité clinique 24 heures sur 24.
  80. Voici à quoi ressemblent
    les toutes premières mesures
  81. d'un étudiant qui a porté continuellement
    notre bracelet pendant une semaine.
  82. On va zoomer ici.
  83. Il s'agit de phases de 24 heures,
    en commençant par la gauche.
  84. Il s'agit donc des données
    pour deux jours.
  85. Ce qui nous a d'abord surpris,
  86. c'est que le taux le plus élevé
    apparaît durant le sommeil.
  87. Le capteur serait-il défectueux ?
  88. Quand on dort, on est calme,
    alors que se passe-t-il ?
  89. En fait, notre physiologie
    durant le sommeil

  90. est très différente
    de celle durant l'éveil.
  91. Nous n'avons pas encore percé le mystère
  92. pourquoi ces pointes sont les plus
    importantes pendant le sommeil
  93. mais nous pensons que c'est lié
    à la consolidation de la mémoire
  94. et à sa création
    pendant la phase de sommeil.
  95. Nous observons également des phénomènes
    qui répondent à nos attentes.

  96. Quand un étudiant du MIT
    est concentré sur son travail,
  97. ou fait ses devoirs,
  98. une charge cognitive
    s'ajoute au stress émotionnel.
  99. Finalement, la charge et l'effort
    cognitifs, l'engagement mental
  100. ou l'excitation d'apprendre
    des choses nouvelles,
  101. tout cela fait grimper le signal.
  102. Au grand dam des professeurs du MIT,

  103. (Rires)

  104. le creux de la courbe quotidienne
    correspond aux heures de cours.

  105. Il s'agit des données d'une seule personne
  106. mais hélas, cela reste globalement vrai.
  107. Le bracelet est équipé d'un capteur
    de conductivité de la peau fabriqué maison

  108. et un jour, un de nos étudiants
    est venu me voir
  109. à la fin du semestre, en décembre,
  110. pour me demander : « Professeur Picard,
  111. pourrais-je emprunter
    un des bracelets avec les capteurs ?
  112. Mon petit frère souffre d'autisme
    et il ne sait pas parler.
  113. Je souhaite voir ce qui le stresse. »
  114. Je lui ai proposé d'en emporter deux.
  115. À l'époque, ils étaient encore fragiles.
  116. Il les a emportés à la maison
    et posés sur son frère.
  117. J'observais les données depuis le labo.
  118. Le premier jour, j'ai trouvé étrange
  119. qu'il ait posé un bracelet
    sur chaque poignet simultanément.
  120. Il ne suivait pas mes instructions
    mais c'est ainsi, ai-je pensé.
  121. Heureusement qu'il ne l'a pas fait.
  122. Le deuxième jour : glacial,
    comme une activité en classe.
  123. (Rires)

  124. Il restait quelques jours.

  125. Le deuxième jour, le signal
    d'un des bracelets est tombé à zéro
  126. et l'autre a grimpé à une hauteur
    jamais atteinte.
  127. Je me suis demandé ce qu'il se passait.
  128. On a mis les gens du MIT
    sous toutes formes de pression imaginables
  129. mais je n'avais jamais observé ça.
  130. Et d'un seul côté.
  131. Comment peut-on être stressé
    d'un côté uniquement du corps ?
  132. J'en ai conclu qu'un voire deux
    des capteurs étaient défaillants.
  133. Je suis ingénieur en électronique
    de formation.
  134. J'ai donc tenté de réparer ça
    de plusieurs manières.
  135. Pour faire court,
    je n'ai pas réussi à le reproduire.
  136. J'ai donc eu recours
    aux moyens traditionnels.

  137. J'ai appelé mon étudiant en vacances :
  138. « Bonjour ! Comment va ton petit frère ?
    Vous avez passé un joyeux Noël ?
  139. Que s'est-il passé avec ton frère ? »
  140. Je lui ai donné la date,
    l'heure et les données.
  141. Il a dit ne pas savoir mais qu'il allait
    vérifier son journal de santé.
  142. Un journal ? Un étudiant du MIT
    tient un journal de bord ?

  143. J'ai attendu son retour.
  144. Il avait la même date et la même heure
  145. et il m'expliqua que c'était l'instant
    juste avant une crise épileptique.
  146. À l'époque, j'ignorais
    ce qu'était l'épilepsie.

  147. J'ai donc fait des recherches
  148. et appris que le père d'un autre étudiant
    était le chef neurochirurgien
  149. de l'hôpital pour enfants de Boston.
  150. Courageusement, j'ai appelé
    le docteur Joe Madsen :
  151. « Bonjour docteur,
    je suis Rosalind Picard.

  152. Est-il possible qu'une personne
  153. subisse un déferlement
    du système nerveux sympathique,
  154. ce qui induit la conductivité de la peau,
  155. 20 minutes avant une crise d'épilepsie ? »
  156. Il m'a répondu : « Sans doute pas. »
  157. Mais il a trouvé ça intéressant
  158. car des personnes ont la chair de poule
    sur un seul bras
  159. 20 minutes avant une crise.
  160. Je sursaute : « Un seul bras ? »
  161. Je ne voulais pas lui en parler au départ
    car je trouvais cela vraiment absurde.
  162. Il m’a expliqué
    comment cela pouvait se passer,

  163. ça l’a intéressé,
    je lui ai montré mes données.
  164. On a continué de développer des capteurs
    et on les a fait certifier.
  165. On a recruté 90 familles pour une étude
  166. toutes avec des enfants que
    nous allions suivre en continu
  167. avec un électroencéphalographe
    sur le cuir chevelu
  168. pour mesurer l’activité du cerveau,
  169. une vidéo pour observer les comportements,
  170. un électrocardiogramme
    et y coupler l’activité électrodermique
  171. pour mesurer d'éventuelles
    occurrences périphériques
  172. relatives à une crise d’épilepsie.
  173. Nous avons constaté le pic de conductivité
    de la peau dans 100% des cas

  174. de la première cohorte
    en proie à une crise épileptique.
  175. Dans le cadre bleu,
    c’est une phase de sommeil.
  176. Le pic devrait y être le plus élevé.
  177. Or, ces trois crises sont ostentatoires
    sur le graphique,
  178. trois immenses pics.
  179. De plus, en couplant la conductivité
    de la peau là où elle est la plus élevée
  180. avec les mouvements du poignet,
  181. on obtient beaucoup de données utiles
    pour l’apprentissage automatique.
  182. Cela permet de construire une intelligence
    artificielle qui détecte ces schémas
  183. bien plus efficacement
    qu’un détecteur de mouvements.
  184. On a compris qu’il fallait transférer
    la technologie en dehors du labo.
  185. Avec les études du doctorant Ming-Zher Poh
  186. et les améliorations incroyables
    apportées par Empatica,
  187. on a réalisé de grands progrès
  188. et la détection des crises
    est bien plus précise.
  189. Nous avons découvert dans la foulée
    d’autres choses sur la MSIE.

  190. Une d’elles est que la MSIE,
  191. bien que ça arrive rarement suite
    à une crise d’épilepsie généralisée,
  192. c’est dans ce cas précis
    qu’elle est la plus probable.
  193. Quand elle survient,
    ce n’est pas pendant la crise,
  194. ni juste après de manière générale,
  195. mais elle survient juste après
  196. quand la personne semble
    très calme et paisible,
  197. qu’elle risque de traverser une nouvelle
    phase qui bloque la respiration,
  198. et après que la respiration
    se soit arrêtée, le cœur s’arrête.
  199. Il y a donc un peu de temps
    pour secourir la personne.
  200. Nous avons aussi appris des choses sur
    l’amygdale, une région profonde du cerveau
  201. que nous avions beaucoup étudiée
    dans nos recherches sur les émotions.
  202. Nous avons deux amygdales
  203. et si on stimule celle de droite,
  204. on obtient une réaction de conductivité
    de la peau du côté droit.
  205. Il faut signer une décharge pour
    une craniectomie et faire le test,
  206. peu de chance d’avoir des volontaires,
  207. mais ça provoque
    une réaction du côté droit.
  208. En stimulant l’amygdale de gauche,
    la paume de la main gauche réagit.
  209. De plus, si on stimule votre amygdale
  210. alors que vous êtes assis
    en train de travailler par exemple,
  211. vous ne montrerez aucun signe de détresse
  212. mais vous arrêterez de respirer
  213. et vous serez incapable de recommencer
    à respirer sauf si on vous stimule.
  214. « Hé ! Roz, tout va bien ? »
  215. Vous ouvrez la bouche pour parler.
  216. L’aspiration qui précède la parole
  217. relance votre respiration.
  218. Donc, nous avions commencé
    nos recherches avec le stress.

  219. Ça nous a conduits
    à développer des capteurs
  220. qui collectent des données
    de qualité suffisante
  221. pour les sortir du labo
    et les disséminer dans la vraie vie.
  222. Par hasard, on a détecté une réaction
    aux crises d’épilepsie en forme de pic,
  223. une activation neurologique qui
    provoque une réaction bien plus forte
  224. que les sources de stress habituelles.
  225. On a des partenariats avec les hôpitaux
    et une unité de monitoring d’épilepsie,
  226. Principalement l'hôpital pour
    enfants de Boston et le Brigham.
  227. On ajoute une couche
    d’intelligence artificielle
  228. pour collecter beaucoup plus de données
  229. afin de comprendre ces crises
    et voir si on peut éviter la MSIE.
  230. Aujourd’hui, Empatica
    commercialise le dispositif,

  231. une start-up que j’ai eu
    l’honneur de co-fonder.
  232. L’équipe d’Empatica a réalisé
    un travail extraordinaire
  233. pour améliorer la technologie
    et concevoir un capteur très joli
  234. qui donne l’heure, qui est un podomètre,
    qui surveille le sommeil, tout ça,
  235. et qui surtout est une IA
    en apprentissage automatique en temps réel
  236. pour détecter les crises
    d’épilepsie généralisées
  237. et envoyer un appel à l’aide
  238. en cas de crise et de perte de conscience.
  239. L’administration américaine
    du médicament vient de l’approuver.
  240. C’est la toute première montre
    intelligente approuvée en neurologie.
  241. (Applaudissements)

  242. L’étape prochaine fait augmenter
    ma propre conductivité de la peau.

  243. Un matin, je dépouillais mes courriels
    et je découvre l’histoire d’une maman
  244. qui explique qu’elle prenait une douche
  245. et qu’elle avait posé
    son téléphone sur le lavabo.
  246. Le téléphone lui envoie une alerte
    au sujet de sa fille.
  247. Elle interrompt sa douche et se précipite
    dans la chambre de sa fille.
  248. Son visage dans l’oreiller est bleu
    et elle ne respire pas.

  249. Elle met sa fille sur le dos,
    stimulation humaine,
  250. et sa fille a pris une inspiration,
    une deuxième,
  251. son visage est redevenu rose
    et elle était sauvée.
  252. La lecture de ce message
    m’a rendue livide.

  253. Ma première réaction est que
    ce n’est pas parfait.
  254. Le Bluetooth pourrait être défectueux,
    la batterie à plat, ou autre chose.
  255. Elle ne devait pas s’y fier.
  256. Mais elle a dit : « C’est OK, je sais
    qu’aucune technologie est sûre à 100%.
  257. On ne pourra pas toujours arriver à temps.
  258. Mais avec cet instrument
    et l'intelligence artificielle,
  259. j'ai pu arriver à temps
    pour sauver la vie de ma fille. »
  260. J’ai évoqué les enfants,

  261. mais le pic de MSIE se situe
    dans les décennies des 20, 30 et 40 ans.
  262. Je vais sans doute mettre
    certains parmi vous mal à l’aise
  263. mais sans doute beaucoup moins
  264. que si un de nos proches
    succombait à la MSIE.
  265. Cela pourrait-il arriver
    à une de nos connaissances ?
  266. Si je pose cette question gênante,
  267. c’est parce que un individu sur 26
    subira une crise d’épilepsie un jour.
  268. J’ai également appris que, souvent,
  269. les gens qui souffrent d’épilepsie
    n’en parlent pas à leurs amis
  270. ou à leurs voisins.
  271. Dites-leur que vous souhaitez
    qu’ils utilisent une IA par exemple
  272. pour vous appeler en cas de nécessité.
  273. Leur offrir votre disponibilité
  274. pourrait faire la différence
    dans leur vie.
  275. Pourquoi avons-nous persévéré
    pour fabriquer ces instruments ?

  276. Il y a plusieurs raisons :
  277. Il y a d’abord Natasha,
    la petite fille qui a survécu -
  278. sa famille a voulu que
    je vous dévoile son nom.
  279. Une autre raison est sa famille
  280. et toutes les personnes formidables
  281. qui sont prêtes à assister les personnes
    qui souffrent de ces crises
  282. dont elles n'ont jamais
    osé parler par le passé.
  283. Vous représentez une raison supplémentaire
    car l'avenir de l'IA est entre nos mains.
  284. Nous avons le pouvoir de la changer
    car nous en sommes les concepteurs.
  285. Construisons ensemble une IA
    qui rende meilleure la vie de chacun.

  286. Merci.

  287. (Applaudissements)