L'intelligence artificielle aide les scientifiques à mesurer la conscience humaine
De nouvelles recherches menées par des spécialistes du cerveau et de l'informatique des universités de Corée et de Liège, publiées dans la revue Nature Communications, montrent que l'intelligence artificielle (IA) offre des perspectives uniques pour quantifier les changements de conscience pendant le sommeil, le rêve, l'anesthésie et le coma.
Comprendre et mesurer l'esprit humain reste l'un des plus grands défis de la science, il a un impact majeur sur la médecine, la société et l'éthique. À l'heure actuelle, les professionnels de la santé se basent principalement sur des interprétations subjectives de la réactivité et des mouvements moteurs d'un patient pour évaluer son état de conscience lors d'une intervention chirurgicale sous anesthésie ou lorsqu'ils traitent des patients atteints de lésions cérébrales dans le coma et les états connexes. Des recherches antérieures menées par l'unité de recherche sur la conscience du GIGA et le Coma Science Group de l’ULiège et du CHU de Liège, fondés par le professeur Steven Laureys, avaient déjà montré que les cliniciens sous-estiment souvent la possibilité d'une conscience résiduelle dans ces conditions.
Dans cet article, l'équipe du professeur Seong-Whan Lee, du département d'intelligence artificielle de l'université de Corée, en collaboration avec l'équipe du Dr Olivia Gosseries, co-directrice du Coma Science Group, a utilisé l'apprentissage profond de l'IA pour développer des marqueurs nouveaux et uniques du niveau et du contenu de la conscience en analysant les mesures électriques de la fonction cérébrale chez plus de 100 participants humains étudiés dans différentes conditions de conscience modifiée (y compris la sédation au propofol et à la kétamine, mais aussi les survivants de blessures traumatiques graves, d'accidents vasculaires cérébraux et d'arrêts cardiaques).
« Cet article est la première technologie au monde à quantifier l'éveil et la conscience en même temps » a déclaré le Dr Seong-Whan. Le Dr Olivia Gosseries a ajouté que « de futures études sont nécessaires pour mettre en œuvre ce nouvel indicateur dans la routine clinique et même pour développer un outil en ligne et en temps réel dans nos hôpitaux, nos salles d'opération et nos unités de soins intensifs. »
Cette étude a été financée par le FNRS, le Fonds général de la Fondation Roi Baudouin, le Human Brain Project, la Fondazione Europea di Ricerca Biomedica, la Fondation BIAL, la Fondation AstraZeneca, la Fondation James McDonnell, la Mind Science Foundation, la Tiny Blue Dot Foundation, les National Institutes of Health, l'Académie de Finlande et le gouvernement coréen.
Référence
"Quantifying arousal and awareness in altered states of consciousness using interpretable deep learning" by Minji Lee, Leandro Sanz, Alice Barra, Audrey Wolff, Jaakko Nieminen, Melanie Boly, Mario Rosanova, Silvia Casarotto, Olivier Bodart, Jitka Annen, Aurore Thibaut, Rajanikant Panda, Vincent Bonhomme, Marcello Massimini, Giulio Tononi, Steven Laureys, Olivia Gosseries*, and Seong-Whan Lee, Nature Communications
Nature Communications, volume 13, Article number: 1064 (2022)
Dept of Artificial Intelligence and Brain & Cognitive Engineering, Korea University; Coma Science Group, GIGA-Consciousness, ULiège; Centre du Cerveau and Anesthesia Dept, University Hospital of Liège; Wisconsin Institute for Sleep & Consciousness, University of Wisconsin, Madison; Dept Neuroscience & Biomedical Engineering, Aalto University School of Science, Espoo, Finland; Dept Biomedical & Clinical Sciences, University of Milan, Italy.
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