Café des Sciences, 24 juin, Philip Low

Café des Sciences du 24 juin 2010
Intervenant : Philip Low, Ph.D.
Titre : From Seurat to iBrain : an introduction to neural pointillism
Thématique : Electroencéphalographie, étude du sommeil

Ce premier Café des Sciences à San Diego s’est déroulé dans les locaux du West Wireless Institute et a été animé, en Anglais, par Philip Low président et CEO de Neurovigil Inc., la société qu’il a fondé à La Jolla. Philip Low est également Professeur Adjoint à la Faculté de Médecine de Stanford, Professeur Invité au Massachusetts Institute of Technology et Chercheur Affilié au Salk Institute for Biological Studies.

Cette présentation a porté sur l’iBrain, développé par Neurovigil Inc., et sur l’algorithme SPEARS, développé par Philip Low, qui est à la base de son fonctionnement. Le cerveau reste aujourd’hui un des organes les moins bien connus du corps humain. Constitué de 100 milliards de cellules interconnectées en réseau, il est possible d’étudier son fonctionnement en réalisant un électroencéphalogramme (EEG). Cette technique requiert la pose d’électrodes sur le crâne mais également, pour certaines applications, sur les yeux, la bouche, la poitrine ou les jambes. C’est en particulier le cas des études du sommeil (polysomnographie), qui requièrent aujourd’hui un appareillage complexe. Ces études ont permis de déterminer les différents états de sommeil connus aujourd’hui mais ne permettent pas d’expliquer certains phénomènes. Par exemple, le suivi de l’activité cérébrale ne permet que difficilement de détecter la transition entre l’état de veille et l’état de sommeil dit REM (« Rapid Eye Movements »). Ces études sont particulièrement importantes car des troubles du sommeil sont généralement associés aux neuropathologies telles que la maladie d’Alzheimer, la schizophrénie ou la dépression. Les chiffres actuels indiquent que 2 milliards de personnes dans le monde souffrent d’au moins un trouble du système nerveux.

Actuellement, les graphes d’EEG sont traités manuellement par des opérateurs humains SPEARS (pour Sleep Parametric EEG Automated Recognition System) est un algorithme permettant de traiter de façon automatique les données issues d’un électrocardiogramme. Il traite le graphe fourni par l’électrode pour en extraire la fréquence d’émission principale du cerveau à chaque instant. Les données traitées sont représentées sous forme d’un nuage de points présentant des motifs spécifiques à chaque état de sommeil. Ce traitement des données permet en particulier de différencier l’état de veille et l’état de sommeil REM. SPEARS a également le gros avantage de ne nécessiter les informations issues que d’une électrode, ce qui rend son utilisation beaucoup plus aisée. L’idée d’utiliser une unique électrode provient de l’étude de peintres pointillistes comme Seurat, dont les toiles sont constituées d’une multitude de points de couleur, composant une image. Par analogie, chaque neurone constitue un point et l’ensemble de ces points constitue l’image qu’est le cerveau humain.

L’application commerciale de SPEARS est l’iBrain, développé par Neurovigil Inc. Il se présente sous la forme d’un système placé sur la tête de l’utilisateur, permettant de maintenir l’électrode en place sur le crâne durant le sommeil. Les informations sont traitées par un système intégré et peuvent être transmises sur un ordinateur afin d’être facilement exportables. Le système est disponible depuis 2009 et des partenariats avec l’industrie pharmaceutique sont actuellement en cours.

Les discussions ayant suivi cette présentation ont été l’occasion de discuter des applications possibles de l’iBrain et des développements en cours. Ce matériel, léger et facile d’utilisation, pourrait par exemple permettre la cartographie dynamique de différentes zones du cerveau ou être utilisé comme méthode de détection de l’endormissement au volant.

Dernière modification : 17/08/2010

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