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Les machines au service de la médecine

Using thousands of images from brain scans such as MRI, computers can learn to detect signs of neurological disease, opening up new possibilities in research and diagnosis.
±ĘłÜ˛ú±ôľ±Ă©: 22 February 2017

Comment l’apprentissage profond transforme la recherche en neurosciences

Dans une Ă©tude ayant fait l’objet d’un article publiĂ© le 15ĚýfĂ©vrierĚý2017 dans la revue Nature, une Ă©quipe de scientifiques composĂ©e notamment de chercheurs principaux du Centre d’imagerie cĂ©rĂ©braleĚýMcConnell de l’Institut neurologique de MontrĂ©al a eu recours Ă  l’imagerie par rĂ©sonance magnĂ©tique pour prĂ©dire le dĂ©veloppement de l’autisme chez des bĂ©bĂ©s.

Or, ce n’est pas un médecin qui a produit ces prédictions, mais des algorithmes entraînés à reconnaître de manière précoce le cerveau d’enfants susceptibles de développer plus tard, des troubles autistes. Il s’agit de l’une des applications de l’« apprentissage profond », une forme d’intelligence artificielle des machines très utilisée aujourd’hui en recherche, à des fins de diagnostic médical et en neurosciences.

NĂ© dans les annĂ©esĚý1960 du concept de rĂ©seaux de neurones artificiels et inspirĂ© des travaux pionniers rĂ©alisĂ©s par DonaldĚýHebb, alors professeur de psychologie Ă  ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ, l’apprentissage profond a connu un regain de popularitĂ© au cours des dernières annĂ©es grâce Ă  la disponibilitĂ© accrue de puissantes ressources informatiques et Ă  l’accès Ă  de quantitĂ©s astronomiques de donnĂ©es numĂ©riques.

L’apprentissage profond est une technique d’intelligence artificielle qui consiste à « apprendre » aux ordinateurs comment effectuer eux-mêmes des calculs complexes après avoir analysé suffisamment de données pour « reconnaître » ou détecter des motifs d’intérêt. Pour y parvenir, des algorithmes relativement simples s’inspirent de mécanismes cérébraux fondamentaux intervenant dans le traitement de l’information.

Si vous avez un profil Facebook, vous avez probablement fait l’expérience concrète de l’intelligence artificielle. En effet, Facebook peut détecter l’endroit où se trouve un visage sur une image et vous demander si vous souhaitez identifier cette personne. Comment? Grâce au programme DeepFace, une application de l’apprentissage profond conçue par Facebook, qui a entraîné ses algorithmes à reconnaître des visages à l’aide de quatre millions de photographies identifiées manuellement et téléchargées par des utilisateurs.

Les techniques inspirées de l’apprentissage profond ont de nombreuses applications en recherche biomédicale. Les scientifiques et industriels souhaitent notamment concevoir des techniques assistées par ordinateur qui permettraient d’améliorer le diagnostic et la prévention des maladies grâce à l’analyse de différents types de données, afin de déceler les problèmes avant que les symptômes n’apparaissent. L’apprentissage profond est particulièrement utile en neurosciences, où les types de données sont extrêmement variés. L’intelligence artificielle est un outil prometteur pour aider les neuroscientifiques dans leurs recherches fondamentales et appliquées à partir de la vaste quantité de données dont ils disposent.

L’article publié dans la revue Nature n’est qu’un exemple du rôle de plus en plus important que l’apprentissage profond et d’autres techniques d’intelligence artificielle sont appelés à jouer en médecine, en recherche biomédicale, et dans d’autres domaines concernant nos activités quotidiennes.

Plusieurs laboratoires de recherche de l’Institut neurologique de MontrĂ©al ont dĂ©jĂ  recours Ă  l’apprentissage en profond et aux techniques d’intelligence artificielle. Les chercheurs, personnels et Ă©tudiants spĂ©cialistes en imagerie cĂ©rĂ©brale du Centre d’imagerie cĂ©rĂ©brale McConnell ont Ă©tĂ© rĂ©cemment formĂ©s Ă  l’utilisation de ces mĂ©thodes novatrices. Ainsi, en janvierĚý2017, le Centre a organisĂ© deux ateliers de formation sur l’apprentissage en profond appliquĂ© aux neurosciences auxquels ont pris part 80 Ă©tudiants et scientifiques.

« Les techniques d’intelligence artificielle sont en voie de transformer la façon dont les scientifiques travaillent. Nous voulons que nos chercheurs et nos Ă©tudiants soient conscients de cette rĂ©volution et soient bien prĂ©parĂ©s Ă  ĂŞtre acteurs de ce changement », affirme SylvainĚýBaillet, professeur Ă  ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ et directeur du Centre d’imagerie cĂ©rĂ©brale. « Nous sommes privilĂ©giĂ©s, car MontrĂ©al est devenue un centre nĂ©vralgique international de la recherche sur l’intelligence artificielle et un vĂ©ritable carrefour pour cette industrie. Pour demeurer Ă  l’avant-plan dans notre domaine, il nous faut intĂ©grer les techniques d’intelligence artificielle, comme l’apprentissage profond, tout en bâtissant et en utilisant de vastes bases de donnĂ©es pour les neurosciences. Nous devons Ă©galement investir dans les ressources humaines et techniques afin d’exploiter toutes les caractĂ©ristiques uniques de ces puissants outils. »

Le NeuroĚýÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ

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Le Neuro (L'Institut-HĂ´pital neurologiqueĚýde MontrĂ©al) - un institut de recherche et d’enseignement bilingue de ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ, qui offre des soins de haut calibre aux patients - est la pierre angulaire de la Mission en neurosciences du Centre universitaire de santĂ© ÎŰÎ۲ÝÝ®ĘÓƵ. Nous sommes fiers d’être une institution Killam, soutenue par les fiducies Killam.

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