Les scientifiques de Salk adaptent un programme informatique pour évaluer la gravité des spasmes oculaires

Les scientifiques de Salk adaptent un programme informatique pour évaluer la gravité des spasmes oculaires

Le programme pourrait également être utilisé dans la recherche et le diagnostic des tics faciaux dans des troubles tels que le syndrome de Gilles de la Tourette, la schizophrénie et la maladie de Parkinson.

LA JOLLA — Si deux cliniciens observent le même patient atteint de blépharospasme (contractions musculaires incontrôlables autour de l'œil), ils aboutiront souvent à des conclusions différentes quant à la gravité des symptômes. En effet, les échelles d'évaluation du blépharospasme sont notoirement subjectives et peu fiables.

Afin de proposer une échelle plus objective pour la recherche et le diagnostic, des scientifiques du Salk Institute ont développé un programme informatique qui prend en charge cette tâche en analysant des vidéos de visages de patients. Ce programme pourrait à terme être étendu à l'étude des tics et contractions faciales dans d'autres contextes, notamment le syndrome de Gilles de la Tourette, la schizophrénie et la maladie de Parkinson. La recherche a été présentée en ligne le 21 octobre 2016 dans Neurologie, le journal médical de l'American Academy of Neurology.

« La neurologie a une longue tradition de prise de décisions cliniques fondées sur des observations minutieuses. Nous espérons compléter cette expertise en tirant parti des avancées en vision par ordinateur et en apprentissage automatique », explique-t-il. Terrence Sejnowski, directeur du laboratoire de neurobiologie computationnelle de Salk et auteur principal du nouveau travail.

Le blépharospasme se caractérise par des contractions musculaires anormales et involontaires de la paupière et des muscles environnants. Souvent, sa cause est inconnue, mais les spasmes peuvent être déclenchés par la fatigue ou le stress et sont également associés à certains médicaments, à des variations hormonales et à de nombreuses autres maladies, dont la sclérose en plaques. Afin de faciliter la recherche sur les causes sous-jacentes et les essais de traitements potentiels, les scientifiques ont déjà développé trois échelles d'évaluation permettant d'évaluer la gravité du blépharospasme. Cependant, des études ont montré une grande variabilité de ces échelles.

« Elles sont intrinsèquement subjectives car elles reposent sur le jugement humain », explique David Peterson, chercheur associé au projet Salk et à l'Université de Californie à San Diego et premier auteur de la nouvelle étude. « Et lorsque ces mesures sont utilisées pour optimiser le traitement en clinique ou lors d'études sur la maladie, cette variabilité introduit des erreurs. »

Sejnowski, Peterson et leurs collaborateurs ont personnalisé un logiciel d'analyse faciale existant, appelé Computer Expression Recognition Toolbox (CERT), afin d'objectiver les évaluations. Par le passé, CERT était utilisé pour analyser les expressions faciales en lien avec les émotions. L'équipe a modifié le programme afin de quantifier la fréquence à laquelle les yeux d'un patient se fermaient lorsqu'on lui demandait de les garder ouverts. Ils ont testé le programme à l'aide de 49 vidéos existantes de patients atteints de blépharospasme, déjà inscrits à un programme de recherche national, et enregistrés en train d'exécuter une série de commandes pour ouvrir et fermer les yeux. Ces enregistrements comprenaient les évaluations du blépharospasme données par les médecins qui les avaient suivis. De plus, les coauteurs de Peterson dans l'étude ont fait appel à un groupe de cliniciens expérimentés qui ont évalué la gravité des spasmes oculaires de chaque patient en visionnant la même vidéo analysée par CERT.

Le nouveau programme a pu identifier le visage d'un patient dans 100 % des images vidéo pour 46 des 49 patients ; dans les trois autres cas, il a identifié le visage dans plus de 3 % des images vidéo. La mesure de la gravité du CERT, exprimée en pourcentage du temps de fermeture des yeux, était corrélée aux évaluations données par les cliniciens en direct et par ceux qui ont regardé la vidéo. Les corrélations variaient légèrement, mais c'était prévisible en raison de la variation naturelle des échelles d'évaluation standard, expliquent les chercheurs. « Nous devons ensuite poursuivre le développement logiciel pour automatiser davantage le programme, et le valider auprès de cohortes plus larges », précise Peterson.

Une fois validé pour une utilisation avec le blépharospasme, Peterson souligne que le CERT pourrait être adapté pour être utilisé pour d'autres troubles impliquant des mouvements anormaux et des contractions musculaires du visage.

Les autres chercheurs ayant participé à l'étude étaient Gwen C. Littlewort et Marian S. Bartlett de l'Université de Californie à San Diego, Antonella Macerollo de l'University College de Londres, Joel S. Perlmutter de la faculté de médecine de l'Université de Washington, HA Jinnah de l'Université Emory et Mark Hallett de l'Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux.

Les travaux et les chercheurs impliqués ont été soutenus par des subventions du Coalition contre la dystonie, le Bureau de recherche sur les maladies rares de l' Centre national pour l'avancement des sciences translationnelles et la Institut national des troubles neurologiques et des maladies, le Fondation Bachmann-Strauss pour la dystonie et la maladie de Parkinson, le Fondation de recherche sur le blépharospasme essentiel bénin, le Institut Kavli pour le cerveau et l'esprit à l'UCSD, le Institut national de la santé mentaleainsi que, National Science Foundation.