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Recherche et innovation Les technologies pour la santé

Mieux prédire les troubles mentaux grâce aux données multimodales

Ce projet de recherche s’inscrit dans le cadre du programme international Accelerating Medicines Partnership – Schizophrenia (AMP SCZ), une initiative visant à accélérer le développement de traitements et d’approches préventives en santé mentale, en particulier pour la schizophrénie et les troubles psychotiques.

Concept de cerveau numérique illustrant les connexions neuronales et l'innovation technologique dans le domaine de l'intelligence artificielle.

En santé mentale, la prévention et la prédiction demeurent des défis majeurs. Contrairement à de nombreuses maladies physiques, il n’existe pas de test sanguin, d’imagerie médicale ou de biomarqueur unique permettant d’évaluer clairement le risque de développer un trouble mental comme la schizophrénie. Le diagnostic repose encore largement sur l’observation des symptômes, lesquels peuvent souvent se confondre avec ceux d’autres maladies. Cette réalité complique autant la compréhension des trajectoires individuelles que la mise en place d’interventions précoces.

Miser sur les données multimodales pour mieux comprendre les trajectoires

C’est dans ce contexte que s’inscrit un vaste projet de recherche auquel participe Sylvain Bouix, professeur à l’ÉTS. L’objectif est ambitieux : rassembler et analyser un maximum de données dites « multimodales » — tests cognitifs, questionnaires cliniques, imagerie cérébrale, signaux biologiques, données comportementales et langagières — afin de mieux comprendre les différents profils de risque en santé mentale. En combinant ces sources d’information, les chercheurs cherchent à répondre à des questions cruciales : les symptômes observés sont-ils transitoires ou persistants? Risquent-ils de s’aggraver avec le temps? La personne est-elle sur une trajectoire menant à une psychose franche nécessitant une hospitalisation?

Au-delà de la prédiction, l’enjeu ultime est la prévention et l’amélioration des traitements. Aujourd’hui, les médicaments sont prescrits principalement en fonction des symptômes observés. À terme, les chercheurs espèrent pouvoir intervenir plus tôt, en proposant des traitements capables de prévenir le développement de certaines maladies mentales. L’accès à des données biologiques et cognitives fines ouvre aussi la porte au développement de nouvelles molécules ciblant des types précis de cellules cérébrales ou de récepteurs, notamment pour réduire les déficits cognitifs associés à ces troubles.

Classifier les patients : vers la médecine personnalisée

Le projet vise également à classifier les participants en sous-groupes bien définis, selon leurs caractéristiques et leurs trajectoires. Cette approche, déjà courante en oncologie grâce aux tests génétiques, s’inscrit dans la logique de la médecine personnalisée. En santé mentale, toutefois, l’absence de marqueurs clairs complique encore cette démarche. Actuellement, le risque de psychose est principalement évalué à l’aide d’entrevues cliniques de deux à trois heures, portant sur les symptômes, l’histoire de vie, le contexte familial et la prévalence des troubles mentaux dans la famille.

Les participants sélectionnés pour l’étude sont soumis à une batterie impressionnante de tests. Ceux-ci incluent des IRM cérébrales, des électroencéphalogrammes, des prises de sang pour l’analyse génétique, des prélèvements de salive pour mesurer différents niveaux de protéines, ainsi que des tests cognitifs avancés. Des entretiens ouverts sont également enregistrés, au cours desquels les participants décrivent leur quotidien, leurs relations sociales ou leurs activités.

Ces enregistrements sont transcrits puis analysés à l’aide d’outils permettant d’évaluer la richesse du vocabulaire, les thèmes abordés, les fluctuations de la voix, l’expression émotionnelle et certains aspects non verbaux. Pour certains participants, le suivi va encore plus loin grâce à une application mobile permettant de recueillir des journaux audio quotidiens, des données sur l’humeur et des informations passives comme le niveau d’activité ou la localisation. Une montre de recherche équipée d’un capteur de mouvements complète ce dispositif.

Les participants sont suivis pendant deux ans dans le cadre d’une étude internationale regroupant une quarantaine de sites répartis sur plusieurs continents. Environ 2 500 personnes ont été recrutées. Parmi elles, certaines développeront malheureusement une psychose franche. L’objectif sera alors de déterminer ce qui les distinguait des autres bien avant l’apparition des symptômes les plus graves, à partir de l’ensemble des données recueillies.

Sylvain Bouix, professeur à l'ÉTS
Sylvain Bouix, professeur à l’ÉTS

Les données sont analysées à l’aide d’un mélange de bio-informatique statistique et de méthodes d’intelligence artificielle. Il constitue l’un des ensembles de données les plus riches et les plus vastes jamais constitués pour l’étude des troubles psychotiques à risque.

Structurer, harmoniser et valoriser les données

Dans ce vaste effort collaboratif, le rôle de Sylvain Bouix est central sur le plan des infrastructures de données. Il veille à ce que l’ensemble des données collectées arrive dans une base centralisée, qu’elles soient propres, harmonisées et comparables, peu importe leur provenance. 

Plutôt que de se concentrer sur les modèles prédictifs eux-mêmes, il s’occupe du traitement et du prétraitement des données, en appliquant des principes issus du génie logiciel, notamment du DevOps. L’objectif est de détecter rapidement les problèmes techniques, par exemple lorsqu’un capteur fonctionne mal dans un site donné, et de fournir un retour immédiat aux équipes sur le terrain. Cette approche permet d’éviter la perte de données précieuses, dont la collecte est extrêmement coûteuse, et de maximiser la valeur scientifique de l’étude.

À noter, ces données sont rendues accessibles aux chercheurs par le biais du National Institute of Mental Health Data Archive (NDA).

Partenaires

Le programme AMP SCZ est géré par la Foundation for the National Institutes of Health (FNIH) et repose sur un vaste partenariat international réunissant des acteurs des secteurs public et privé.

Partenaires du secteur public

  • European Medicines Agency (EMA)
  • National Institute of Mental Health (NIMH)
  • U.S. Food and Drug Administration (FDA)

Partenaires du secteur privé

  • AbbVie
  • American Psychiatric Association Foundation
  • Boehringer Ingelheim
  • Johnson & Johnson Innovative Medicine
  • National Alliance on Mental Illness
  • One Mind
  • Otsuka Pharmaceutical Development & Commercialization, Inc.
  • Schizophrenia & Psychosis Action Alliance
  • Wellcome

Pour d’avantage d’information sur ce projet de rechercher, consultez le AMP SCZ.

Sylvain Bouix est membre d’itechsanté, l'institut de recherche et d'innovation en technologies pour la santé de l'ÉTS. Pour en savoir plus sur l'institut, sa mission, ses thématiques, ses projets phares et plus encore, visitez itechsanté