Les personnes touchées par le trouble du spectre autistique éprouvent souvent des problèmes de communication et des difficultés d’interaction sociale. Bien que très souvent, ce trouble est difficile à diagnostiquer avant que l’enfant ait cinq ans. Cependant, un traitement précoce peut compenser ces difficultés en fournissant des interventions comportementales spécifiques axées sur le développement des compétences affectées par l’autisme.
C’est pourquoi une équipe interdisciplinaire de l’Université de Genève (UNIGE), en Suisse, a développé un algorithme d’intelligence artificielle (IA) basé sur l’analyse vidéo automatisée, permettant d’étudier la communication non verbale des enfants de manière anonyme et standardisée.
Prétendument facile à utiliser, la technologie classe correctement 80% des cas de courtes vidéos montrant des enfants autistes ou non de moins de 5 ans jouant avec des adultes. Ces résultats, à retrouver dans la revue Scientific Reports, pourraient ouvrir la voie à des outils de détection précoce des troubles autistiques.
Le trouble du spectre autistique touche un enfant sur 54 et se caractérise par des difficultés d’interaction sociale, des compétences de communication altérées, des comportements répétitifs et des intérêts limités. En conséquence, les enfants autistes ont souvent de la difficulté à suivre le programme standard de l’école.
« Cependant, si un diagnostic est posé avant l’âge de 3 ans, il est souvent possible de compenser ce retard de développement. Des interventions comportementales spécifiques peuvent en fait changer la trajectoire de leur acquisition de compétences et leur permettre de s’intégrer dans les écoles publiques », note Marie Schaer, professeur au Département de psychiatrie de l’École de médecine de l’UNIGE et auteur principal de l’étude.
Par conséquent, le défi réside dans le diagnostic précoce, car l’autisme est souvent diagnostiqué trop tard, après l’âge de 3 ans.
Utiliser l’analyse vidéo automatique
L’autisme se caractérise par une communication non verbale différente de celle d’un enfant qui se développe normalement. « C’est différent à certains égards, comme la difficulté à établir un contact visuel, à sourire, à pointer des objets ou à s’intéresser à ce qui les entoure », a déclaré Nada Kojovic, chercheuse dans l’équipe de Marie Schaer et première auteure de l’étude.
« C’est pourquoi nous avons conçu un algorithme utilisant l’intelligence artificielle qui analyse les mouvements des enfants dans les vidéos et identifie s’ils sont ou non caractéristiques du trouble du spectre autistique », a ajouté Kojovic.
Pendant trois ans, des scientifiques, soutenus par le Centre national suisse de recherche (PRN) de Synapsy, ont développé cet algorithme, qui vise à classer les vidéos en fonction uniquement des mouvements d’un enfant lorsqu’il interagit avec les autres.
Pour ce faire, ils ont d’abord utilisé une technologie appelée OpenPose, développée à l’Université Carnegie Mellon. Cette technologie de vision par ordinateur extrait le squelette d’une personne en mouvement tel que capturé dans la vidéo et permet l’analyse du mouvement en supprimant toutes les caractéristiques distinctives (âge, sexe, antécédents, etc.), en maintenant simplement une relation squelette dans l’espace et le temps.
L’équipe de recherche d’Unige a ensuite développé son algorithme d’IA conçu pour détecter l’autisme et l’a testé sur 68 enfants en développement normal et 68 enfants autistes, tous âgés de moins de cinq ans.
« Nous avons divisé chaque groupe en deux : les 34 premiers groupes de chaque groupe ont « entraîné » notre IA à distinguer le comportement non verbal des enfants avec et sans autisme. D’autres nous ont ensuite aidés à tester sa précision. Nous avons également mené des évaluations sur 101 autres groupes d’enfants », explique Thomas Maillart, chercheur à l’Institut des sciences de l’information et membre du corps professoral de la Geneva School of Economics and Management (GSEM) et du Centre universitaire d’informatique (CUI) de l’UNIGE.
L’IA filtre les vidéos d’enfants de jeux gratuits avec des adultes. « Il n’y a pas de scénario prédéterminé. Il s’agit d’analyser librement le comportement non verbal des enfants, tout en leur donnant une variété d’objets qui permettent de déterminer l’absence de trouble autistique », a déclaré Kojovic.
Les résultats ont montré que l’IA a fait une classification précise de l’autisme dans plus de 80% des cas. « C’est un résultat incroyable », s’enthousiasme Marie Schaer. « En 10 minutes, nous pouvons en effet obtenir le premier chèque accessible à tous, peu importe où ils vivent. »
Cela permettra aux parents qui s’inquiètent pour leurs enfants d’obtenir une évaluation automatique initiale des symptômes de l’autisme.
« Ce n’est certainement pas parfait, mais cela peut être la première étape à confirmer en consultation avec des spécialistes », a déclaré Kojovic.
Des études montrent également qu’il faut souvent plus d’un an entre la première préoccupation d’un parent et son aiguillage vers une consultation spéciale.
De plus, cette analyse vidéo automatisée offre un anonymat complet. « C’est inestimable, non seulement pour les échanges vidéo entre spécialistes afin d’améliorer le diagnostic, mais aussi pour la formation des étudiants », ont poursuivi les chercheurs genevois.
Il est à noter que cette technologie ne nécessite pas d’intervention directe chez les enfants. « L’installation de capteurs de mouvement prend du temps et est sensible ; Il peut également déranger les enfants et affecter les résultats. Ici, l’analyse basée sur la vision par ordinateur n’est pas invasive », a déclaré Nada Kojovic.
De plus, comme il ne nécessite aucun paramètre spécial, l’algorithme peut être utilisé pour analyser des vidéos enregistrées dans le passé, un avantage évident à des fins de recherche.
L’objectif d’une équipe multidisciplinaire est maintenant de rendre cette IA accessible à tous. « Nous voulons maintenant développer des applications qui permettent une telle analyse avec seulement 10 minutes de vidéo enregistrée avec un smartphone. »
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