Article #2 – Dossier Pop’Sciences Diagnostic 2.0 : Quand l’IA intervient

Se classant au deuxième rang des causes de mortalité en France après les accidents cardiovasculaires, les troubles liés à la santé mentale sont aujourd’hui une préoccupation majeure en termes de santé publique. Dans cette quête du « mieux prévenir pour mieux guérir », l’intelligence artificielle (IA) pourrait s’imposer comme un précieux allié dans le diagnostic des troubles mentaux.

En analysant de vastes quantités de données, collectées auprès des patients et issues de la recherche médicale, l’IA serait capable d’identifier des modèles, des tendances et des corrélations qui soutiennent les médecins dans leurs efforts pour diagnostiquer et traiter ces troubles. Elle suscite pourtant de vifs fantasmes vis-à-vis de ses capacités en psychiatrie, qu’en est-il vraiment ?

Un article de Léo Raimbault, rédigé
pour Pop’Sciences – 5 septembre 2023

LLa complexité du diagnostic en psychiatrie

Image générée par IA (Dall-E) ©Pop’Sciences

Le diagnostic en santé mentale repose sur des symptômes exprimés par les patients lors d’entretiens avec leur psychiatre. La psychiatrie étant une discipline clinique, elle s’appuie sur des signes objectifs (comportementaux et verbaux) perçus chez le patient, mais également sur les ressentis subjectifs du psychiatre dans son interaction avec le patient. Au cours de discussions avec son patient, le psychiatre identifie la nature des symptômes qu’il rapporte au « pattern » (ensembles de symptômes signatures) d’un trouble.

Or, un diagnostic en psychiatrie ne s’établit pas uniquement par la discussion. Le psychiatre peut repérer des indices du trouble psychique qu’exprime son patient par des signaux paraverbaux, des signaux qui excluent l’expression orale ou verbale. Ce sont, par exemple, la gestuelle, les expressions du visage ou le ton de la voix. Grâce à ces données, il synthétise et relie les informations, des connexions s’établissent et le diagnostic s’affine.

LLes apports de l’IA en psychométrie

Mais que peut apporter l’IA, reine des mathématiques appliquées, au diagnostic en psychiatrie clinique ? Alors que les professionnels de la santé disposent de leur raisonnement subjectif pour démêler la complexité de la psyché humaine, les modèles d’IA, notamment les réseaux de neurones, peinent encore à déduire des liens statistiques plausibles entre des symptômes donnés et un trouble psychique précis.

Malgré ces limites, les modèles d’IA représentent des outils précieux pour le diagnostic en santé mentale à plusieurs niveaux. Les questionnaires de psychométrie, par exemple, permettent de mesurer et d’évaluer différents aspects de l’état mental d’un patient. Il s’agit d’un ensemble de questions standardisées auxquelles répondent les patients, portant sur leurs émotions, leurs relations sociales, leurs comportements, leurs pensées… Les réponses à ces questionnaires fournissent aux psychiatres des informations essentielles. D’une part, elles permettent d’éclairer sur l’état du patient, et, d’autre part, elles aident à une meilleure compréhension des troubles mentaux en identifiant des schémas généraux. Or, l’analyse de ces documents requiert un investissement de temps considérable de la part des professionnels de la santé mentale.

De plus, la complexité du comportement humain rend difficile l’utilisation d’une approche catégorielle (oui/non) pour évaluer les symptômes, surtout chez les enfants dont la psyché, en pleine évolution, n’est pas aussi stabilisée que celle des adultes. Pourtant, la précision de ces questionnaires est cruciale pour fournir des éléments complémentaires aux diagnostics et favoriser des accompagnements efficaces. En générant des descriptions de plus en plus précises des symptômes, on peut diagnostiquer plus vite et améliorer la qualité de l’accompagnement des familles et limiter l’impact des troubles sur le développement et la construction de la personnalité chez les enfants. Une intervention précoce et précise est donc essentielle pour offrir de meilleures trajectoires évolutives aux enfants présentant ce type de troubles.

Et c’est bien là sa qualité première : l’IA peut brasser des quantités phénoménales de données en un temps réduit. Les modèles peuvent désormais analyser en masse des questionnaires de psychométrie à une vitesse fulgurante, permettant de déterminer avec précision des patterns associés à différents troubles psychologiques. En identifiant des patterns comportementaux récurrents pour un trouble, les algorithmes d’IA offrent une quantification et une modélisation précieuses, apportant une objectivité nouvelle à leur compréhension.

Image générée par IA ©Pop’Sciences

LL’IA, une révolution en psychiatrie ?

Pierre Fourneret, pédopsychiatre et chef du service Psychopathologie du développement de l’enfant et de l’adolescent à l’Hôpital Femme Mère Enfant (Hospices Civils de Lyon), nous rappelle que si l’IA sort son épingle du jeu pour définir des patterns à grande échelle, s’appuyant sur la logique des grands nombres ^[1], il en va tout autrement à l’échelle individuelle. Quand une population entière est aisément prédictible, l’individu est bien plus aléatoire et incertain. De fait, si en psychiatrie les outils d’IA peuvent prédire des comportements, voir des diagnostics à grande échelle, ils ne donnent qu’un pourcentage de risque et peinent encore à prédire au-delà de 50 à 60% le comportement individuel et les risques qu’un patient pourrait prendre pour sa sécurité et celle d’autrui.

Bien loin de remplacer les psychiatres en raison de sa nature artificielle, l’IA se présente néanmoins comme un atout précieux : en identifiant des modèles comportementaux et en offrant des outils d’analyse avancés, elle vient compléter l’intelligence naturelle des cliniciens. Cependant, nous devons rester vigilants quant à son utilisation éthique et responsable. L’IA ne remplace pas l’empathie et la chaleur humaine dans la relation thérapeutique… quoique les “chatbots” fassent des pas de géants dans ce domaine. Certains pays, notamment en Asie, utilisent déjà des agents conversationnels « intelligents » qui offrent un support émotionnel et empathique. Cette approche soulève des questions quant à l’authenticité du soutien reçu, car il est facile de prêter à ces rois de l’imitation du langage humain, une âme, une humanité, voire de réelles compétences psychiatriques. Bien que cela puisse avoir ses avantages, il s’agit davantage d’un soutien conversationnel, d’un beau miroir confortant son interlocuteur que d’une réelle thérapie. Comme souvent, l’IA ne peut être l’unique solution, mais un outil.

Une relation thérapeutique ne se résume pas simplement à des compliments et à l’approbation de notre interlocuteur. Le thérapeute a aussi la capacité d’injecter des éléments qui peuvent déstabiliser et pousser son patient à évoluer, tout en ayant l’assurance de pouvoir le soutenir en cas de besoin. Cette dimension de la thérapie ne peut pas être reproduite par une IA. C’est ici qu’émerge la question de la responsabilité, car les erreurs potentielles de l’IA dans les conseils thérapeutiques pourraient bien sûr avoir de graves conséquences.

QQuel avenir pour l’IA en psychiatrie ?

Dans le domaine de la santé mentale, l’impact de l’IA suscite à la fois espoirs et interrogations. Selon Pierre Fourneret, si l’on surestime et fantasme largement l’impact actuel de l’IA, il est possible que l’on sous-estime son influence à long terme sur les pratiques en santé mentale. Alors que certaines applications existent déjà, les avancées technologiques exponentielles pourraient bientôt permettre des développements bien plus conséquents.

Quoi qu’il en soit, l’IA ouvre de nouvelles perspectives pour une meilleure compréhension des troubles mentaux et un soutien plus ciblé aux patients en souffrance psychique. Cette approche éclaire notre compréhension de l’esprit humain et inspire de nouvelles stratégies thérapeutiques. Pour Pierre Fourneret “l’intelligence artificielle peut aider à comprendre l’intelligence naturelle et, en retour, l’intelligence naturelle peut aider à améliorer la complexité et les algorithmes de traitement utilisés par les logiciels ou les robots.”

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Notes :

[1] L’IA s’appuie sur la logique des grands nombres et la notion de régression à la moyenne. Plus l’échantillon évalué est grand, plus la moyenne des réponses globales va se rapprocher de « la vérité », ou en tout cas du chiffre exact. C’est à partir de ces matrices que l’IA va inférer un pourcentage de risque ou une tendance diagnostique assortie d’un pourcentage de plausibilité.

PPour aller plus loin :

• XiaoIce : le chatbot pour rompre la solitude qui cartonne en Chine

Manifestation internationale, la Semaine du Cerveau revient chaque année au mois de mars. Au programme : conférences, ateliers, spectacle, portes ouvertes et rencontres, pour tout savoir de cet organe incroyable et rencontrer les scientifiques qui explorent au quotidien les mystères de notre cerveau. Depuis plusieurs décennies, les recherches sur le cerveau connaissent un essor considérable, avec des découvertes spectaculaires à toutes les échelles, de la compréhension de ses mécanismes de développement aux dernières méthodes d’imagerie permettant de visualiser l’ensemble du fonctionnement cérébral.

SSemaine du cerveau 2023 – « Mon cerveau explore le monde »

La Semaine du Cerveau 2023 de la Métropole de Lyon s’est déroulée du 8 au 27 mars et s’est placée sous le thème : « Mon cerveau explore le monde ». Ce formidable organe nous permet de traiter les informations qui nous parviennent à la fois du monde extérieur et de notre monde intérieur.

Pour le monde qui nous entoure, nos sens tels la vision, l’audition, l’olfaction nous informent sur notre environnement et nous permettent d’adapter nos comportements. Cette analyse sensorielle ne repose pas uniquement sur les caractéristiques physiques des stimuli, mais également sur l’interprétation que nous en faisons en fonction de nos mémoires personnelles. Les données du monde extérieur se confrontent immanquablement à celles de notre monde intérieur. Par exemple, un sujet d’étude particulièrement développé depuis quelques années est celui de l’interprétation du regard des autres.  Il contient non seulement de l’information sur l’identité de l’émetteur mais également sur ses intentions et sur son état intérieur (joie, colère, peur…).  Une interprétation erronée du regard de l’autre pourrait être associée à certains troubles psychiatriques comme l’autisme ou la schizophrénie.

Même en absence de stimuli de notre environnement, ou d’attention soutenue, notre cerveau traite en permanence de l’information issue de notre monde intérieur. Les travaux des dernières décennies amènent les chercheurs à se demander si notre cerveau se repose vraiment. Que se passe-t-il à l’état de repos, quand nos sens semblent négliger le monde extérieur ? Que se passe-t-il lors de la concentration mentale, par exemple lorsque l’athlète, dans une immobilité parfaite, simule mentalement l’action qu’il va accomplir plus tard ? Même lors du sommeil profond notre cerveau se repose-t-il vraiment ou continue-t-il à explorer notre monde intérieur ?

Les animations de la Semaine du Cerveau 2023 aborderont plusieurs de ces thèmes qui font l’objet de recherches particulièrement développées dans la Métropole de Lyon. Les rencontres se veulent interactives et nous comptons sur votre participation. Les chercheurs et chercheuses en neurosciences de notre communauté ont préparé des interventions destinées au grand public. Au nom du Comité d’organisation et de nos sponsors je les remercie chaleureusement pour leur engagement.

Rémi Gervais, Professeur émérite, Université Claude Bernard Lyon 1, Conseiller scientifique de la Semaine du Cerveau – Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (Lyon 1 / CNRS / Inserm).

Chiffres clés de cette 25^e édition : 18 événements en présentiels, plus de 40 scientifiques mobilisés, plus de 1200 participants, un collectif de 11structures organisatrices.

Deux rendez-vous ont été enregistrés >> Voir ou revoir les conférences :

• Quand le cerveau se repose, au grand auditorium du Musée des Confluences – 15-03-2023
• Raisonnement et biais cognitifs : quand notre cerveau nous joue des tours, à la Bibliothèque municipale Lyon Part-Dieu – 14-03-2023

ssemaine du cerveau 2022 – « Vos sens en question »

Vision, audition, olfaction, toucher, douleur… Notre cerveau est alimenté chaque jour par les informations transmises par les différents canaux sensoriels. C’est à partir de ces données, et de celles stockées dans notre mémoire, que nous construisons notre représentation du monde.

Mais quels sont les mécanismes qui sous-tendent au final la construction du « soi » ? C’est une question à laquelle les neurobiologistes tentent de répondre depuis plusieurs décennies. Sur le plan expérimental, la perception s’étudie à plusieurs niveaux que l’on peut appeler « bas niveau et haut niveau ».
Depuis le début du XXI^e siècle, les recherches sont davantage consacrées à la perception dite de bas niveau : comment nos capteurs (rétine, oreille interne, muqueuse olfactive…) peuvent-ils interpréter les signaux du monde extérieur et transmettre les informations à notre cerveau ?

Plus récemment, les neuroanatomistes se sont intéressés au traitement dit de haut niveau, en tentant de comprendre la manière dont notre cerveau est capable de traiter des processus complexes, comme la compréhension de la parole, la reconnaissance d’un visage familier, ou encore la catégorisation, l’attention sélective et le caractère émotionnel attribué à un stimulus. Autant de mécanismes indispensables, notamment pour l’apprentissage tout au long de la vie et pour nos interactions avec les autres.
La recherche dans ce domaine s’étend maintenant à l’intelligence artificielle et à la robotique, pour la mise au point de machines autonomes et d’humanoïdes performants.

À l’étude de la perception du monde réel, s’ajoute celle des illusions d’optique et des hallucinations. D’où viennent ces déformations de nos perceptions ou de la production endogène d’images ou de parole, telles que celles observées chez le schizophrène ?

Les chercheurs et chercheuses en neurosciences de la Métropole de Lyon qui s’intéressent à ces questions vous attendent pour partager avec vous leurs découvertes. Au nom du Comité d’organisation et de nos sponsors je les remercie chaleureusement pour leur engagement.

Rémi Gervais, Professeur Émérite en neurosciences, Université Claude Bernard Lyon 1, conseiller scientifique de la Semaine du Cerveau – Centre de Recherches en Neurosciences de Lyon (Lyon 1 / CNRS / Inserm / Université Jean Monnet).

<Semaine du cerveau 2021 – « Moi, mon cerveau et les autres »

Dans l’agglomération lyonnaise, la programmation 2021 était construite autour du fil rouge thématique « Moi, mon cerveau et les autres » : une formule qui résume bien l’évolution des recherches en neurosciences au cours des dernières décennies, et les défis qui animent actuellement la communauté scientifique. En effet, confrontés à l’immense complexité du cerveau, les chercheurs ont d’abord développé des approches expérimentales centrées sur l’étude des fonctions sensorielles et motrices, le « moi », jusqu’à la fin du XXe siècle : mémoire, sommeil, langage, motricité… de vastes territoires d’étude centrés sur la neurobiologie de l’individu. Depuis, les progrès en particulier expérimentaux ont permis de belles avancées dans l’étude et la compréhension du « cerveau social », qui régit nos interactions avec les autres. Par quels mécanismes partage-t-on les émotions ressenties par les autres et comment pouvons-nous deviner leurs intentions ? Certains troubles du comportement social ne seraient-ils pas associés au dérèglement de circuits neuronaux identifiables ? Plus récemment, les neurosciences s’aventurent également du côté des interfaces cerveau-ordinateur, et de l’intelligence artificielle.

Rémi Gervais, conseiller scientifique de la Semaine du Cerveau à Lyon
Professeur Émérite en neurosciences, Université Claude Bernard Lyon 1 – Centre de Recherche en Neurosciences de Lyon (CNRS/Université Claude Bernard / Inserm / Université Jean Monnet)

>>> Des conférences en ligne pour nourrir votre cerveau

L’édition 2021 de la Semaine du Cerveau s’est déroulée intégralement en ligne. Les rencontres ont été enregistrées et sont disponibles sur la chaîne Youtube de Pop’Sciences. Retrouvez ci-dessous l’intégralité des thématiques et intervenants, ainsi que les liens des vidéos.

• Changer le corps et l’espace pour sonder et changer l’esprit

Dans le contexte de la recherche en neurosciences cognitives, la réalité virtuelle (RV) offre l’opportunité de créer des situations inédites en laboratoire, tout en permettant de garder le contrôle expérimental rigoureux nécessaire pour mener à bien des expériences dans des condition pseudo-naturelles. Utilisée seule, ou couplée à des outils propres de la recherche fondamentale en neurosciences, elle ouvre la voie à une meilleure connaissance des fonctions cérébrales allant de la perception visuelle 3D, passant par le contrôle moteur, jusqu’au vécu émotionnel et son retentissement sur la distance que l’on met entre nous et les personnes qui nous entourent. Elle nous permet même de changer temporairement l’apparence de notre corps, avec des conséquences parfois sur notre pensée. Autant de puissance réveille fascination et questionnement éthique, deux compagnons inséparables pour l’avenir de l’usage de la RV en sciences. Une conférence est proposée dans le cadre du Festival Science et Manga, organisé par la Bibliothèque universitaire Sciences de l’Université Claude Bernard Lyon 1.

Intervenants : Alessandro Farné, directeur de la plateforme Neuro-Immersion du Centre de recherche en neurosciences de Lyon, et Jérôme Goffette, philosophe des sciences à l’Université Claude Bernard Lyon 1.

• Émotions et comportement social

Quel est le lien entre reconnaissance des émotions et comportement social ? La capacité des enfants à reconnaître les émotions (transmission faciale et vocale) est un facteur essentiel pour les interactions sociales, notamment dans le contexte de pathologies génétiques. Que sait-on alors des liens entre reconnaissance des émotions, comportement social et pathologies psychiatriques ?

Intervenante : Marie-Noëlle Babinet, neuropsychologue à GénoPsy – Centre de Référence des Maladies Rares (Centre Hospitalier Le Vinatier) et doctorante au laboratoire Étude des mécanismes cognitifs

• Binge drinking, les cerveaux qui trinquent
  

Le binge drinking, qui désigne des comportements le plus souvent groupaux et épisodiques de forte alcoolisation, est un phénomène largement répandu chez les adolescents et les jeunes adultes. Cette pratique, empreinte d’une forte valeur rituelle, n’est pas sans conséquences à court et à long terme sur le cerveau.

Conférence traduite en langue des signes française.

Intervenants : Marc Antoine Douchet, chargé d’études en sciences humaines et sociales, Observatoire Français des Drogues et des Toxicomanies, Fabien Gierski, maître de conférences en neuropsychologie, Université de Reims Champagne Ardenne, Benjamin Rolland, professeur des universités praticien hospitalier (PUPH), Centre Hospitalier Le Vinatier, Hospices Civils de Lyon, Centre de recherche en neurosciences de Lyon

• Cerveau biologique et intelligence artificielle : quels rapports ?

Les algorithmes d’intelligence artificielle font désormais partie de notre quotidien. Ont-ils des similarités avec le fonctionnement du cerveau ? En quoi peuvent-ils contribuer aux recherches en neurosciences ?

Intervenants : Jérémie Mattout, chargé de recherche Inserm au sein du Centre de recherche en neurosciences de Lyon et Emanuelle Reynaud, maître de conférences à l’Université Lyon 2 et membre du laboratoire Étude des mécanismes cognitifs.

• Une histoire d’intelligence artificielle

Depuis quelques années, on parle beaucoup de l’intelligence artificielle… comme si c’était une nouvelle révolution ! Mais est-ce vraiment le cas ? Qu’est-ce que l’IA et que bouleverse-t-elle tant ?

Intervenante : Amélie Cordier, docteure en intelligence artificielle, présidente de Lyon-iS-Ai

• Pourquoi ma blague est tombée à l’eau ? Plongée au cœur des mécanismes de la cognition sociale et de la compréhension de l’autre

La cognition sociale est la capacité à comprendre et décoder les émotions et les intentions des autres. Gros plan sur cette fonction essentielle dans les interactions sociales par le biais d’extraits de films ou de séries discutés par des professionnels de la psychiatrie.

Intervenants : Laura Bon, neuropsychologue au Centre Hospitalier Le Vinatier, doctorante à l’Institut des Sciences Cognitives Marc Jeannerod, et Romain Tabone, psychologue au Centre Référent Lyonnais en Réhabilitation et Remédiation cognitive/Centre Hospitalier Le Vinatier

• Ne parle pas si vite !

Comment notre cerveau s’adapte-t-il à quelqu’un qui parle avec un débit d’avalanche ? Peut-on accélérer sans limite ? Et les locuteurs du japonais, ils parlent vraiment plus vite que nous, non ? Parlent-ils donc moins longtemps pour dire la même chose ? Cet exposé vous dévoile les liens entre débit de parole et rythmes cérébraux et expliquera l’influence des différences entre langues sur la vitesse de parole.

Conférence traduite en langue des signes française.

Intervenants : Véronique Boulenger et François Pellegrino, chercheurs au laboratoire Dynamique du langage

• Comment notre cerveau apprend-il à faire des maths ?

Les nombres sont partout autour de nous et les compétences en mathématiques deviennent primordiales dans notre société de l’information. Comment les connaissances mathématiques des enfants se construisent-elles, en partie, à travers la vie quotidienne familiale ? Comment notre cerveau arrive-t-il à résoudre sans effort un problème arithmétique tel que “2+3” ? Nous essayerons ici de répondre à ces questions en discutant de l’état des connaissances actuelles sur les neurosciences des mathématiques.

Intervenants : Andrea Diaz-Barriga Yanez, Cléa Girard et Jérôme Prado, membres du Centre de recherche en neurosciences de Lyon

• Comment sonder les mystères de l’esprit des bébés ?

Notre nature sociale affecte la façon dont nous percevons notre environnement. Par exemple, nous voyons les visages avant toute autre chose. Quels sont les mécanismes cérébraux influençant notre vie sociale, et comment apparaissent-ils ? Des scientifiques illustreront comment les sciences cognitives révèlent les aspects les plus cachés de notre cerveau social qui se développe dès le plus jeune âge !

Intervenant : Jean-Rémy Hochmann, chercheur à l’Institut des Sciences Cognitives Marc Jeannerod

• Sur les traces de la mémoire

Qu’est-ce que la mémoire et à quoi sert-elle ? Sous quelle forme et où conservons-nous nos connaissances, nos souvenirs, nos habiletés ? Quels sont les liens entre la mémoire et d’autres phénomènes, comme les émotions ou la musique ? Une équipe de chercheurs et chercheuses présente l’état actuel de nos connaissances sur ce sujet fascinant.

Intervenants : Hanna Chainay, Olivier Koenig, Gaën Plancher et Rémy Versace, , membres du Laboratoire Étude des Mécanismes Cognitifs

• Cerveau et IRM en résonance !

L’essor des neurosciences s’est fait en parallèle de celui l’imagerie. Mais que voit-on sur une image d’IRM, comment est-elle faite, quel sens lui donner ? Les laboratoires d’excellence CORTEX et PRIMES vous invitent à en apprendre davantage sur les liens entre neurosciences et IRM, de la construction de l’image à son interprétation.

Intervenants : Étienne Abassi, doctorant à l’Institut des Sciences Cognitives Marc Jeannerod, Loïc Magrou post-doctorant à l’Institut Cellule Souche et Cerveau, Hélène Ratiney, chercheuse au Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l’Image pour la Santé, Kevin Tse Ve Koon, maître de conférences à Lyon 1, chercheur au Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l’Image pour la Santé, Magalie Viallon, physicienne médicale au CHU de Saint-Etienne, chercheuse au Centre de Recherche en Acquisition et Traitement de l’Image pour la Santé, Fabien Chauveau, chercheur au Centre de recherche en neurosciences de Lyon.

SSemaine du cerveau 2019 – perception, action, mémoire – développement

La 21^e édition de la Semaine du Cerveau à Lyon a proposé, du 5 au 20 mars 2019, une plongée dans la recherche en neurosciences, en particulier dans les domaines de la perception, de l’action, de la mémoire ou du développement.

> Les conférences : cliquez ici

> Les podcasts :

• Accord musical et accord olfactif | Conférence du 13 mars 2019 – Lieu : MLIS Villeurbanne
• Comprendre les émoticônes, émojis : de la sémiotique aux sciences cognitives | Conférence du 11 mars 2019 – Lieu : Théâtre Kantor – ENS de Lyon

Et si les mathématiques pouvaient aussi être une affaire de famille ? C’est ce que les neurosciences semblent nous dire. Une équipe de recherche lyonnaise a utilisé l’imagerie cérébrale pour étudier le cerveau d’enfants. Elle s’est concentrée sur une petite zone du cerveau traitant les chiffres. Les neuroscientifiques ont trouvé qu’on pouvait développer les compétences en mathématiques des enfants grâce à certaines activités à la maison, mais pas n’importe lesquelles…

> À lire dans son intégralité sur :

PAPIER-MÂCHÉ