Modèle Cérébral IA Révolutionne le Suivi en USI avec Données EEG

La Cleveland Clinic a annoncé un partenariat avec Piramidal, une startup basée à San Francisco, pour développer un modèle pionnier d’intelligence artificielle conçu pour surveiller en continu la santé cérébrale des patients dans les unités de soins intensifs (USI). Contrairement aux systèmes d’IA entraînés sur de vastes ensembles de données textuelles, ce modèle innovant est construit sur des données d’électroencéphalogramme (EEG), qui enregistrent l’activité électrique du cerveau via des électrodes placées sur le cuir chevelu, la présentant sous forme de séries de lignes ondulées. Les changements dans ces motifs complexes peuvent signaler des problèmes neurologiques critiques tels que des crises d’épilepsie, une altération de la conscience ou un déclin de la fonction cérébrale.

Actuellement, les professionnels de la santé en USI dépendent de la surveillance EEG continue pour détecter une activité cérébrale anormale. Cependant, le volume considérable de données et le personnel limité rendent la surveillance individuelle des patients en temps réel un défi majeur. Typiquement, les rapports EEG sont générés toutes les 12 à 24 heures, nécessitant qu’un neurologue examine manuellement les données d’ondes cérébrales d’une journée, un processus qui peut prendre de deux à quatre heures. Cette méthode est non seulement chronophage, mais aussi intrinsèquement subjective et fortement dépendante de l’expérience et de l’expertise du clinicien individuel, comme l’a noté Imad Najm, neurologue et directeur du Centre d’épilepsie de l’Institut Neurologique de la Cleveland Clinic.

Le système d’IA en développement par la Cleveland Clinic et Piramidal vise à révolutionner ce processus en interprétant des flux continus de données EEG et en signalant les anomalies en quelques secondes, permettant aux médecins d’intervenir beaucoup plus rapidement. Kris Pahuja, directeur des produits chez Piramidal, souligne que le modèle servira de gardien constant, surveillant les patients en USI et fournissant des informations en temps réel sur l’évolution de leur santé cérébrale.

Piramidal a été cofondée en 2023 par Pahuja et le PDG Dimitris Fotis Sakellariou, avec un objectif ambitieux : créer un “modèle fondamental” pour le cerveau – un système d’IA capable de lire et d’interpréter largement les signaux neuronaux chez divers individus. Sakellariou apporte 15 ans d’expérience en tant que neuro-ingénieur et scientifique en IA spécialisé dans la recherche EEG, tandis que Pahuja a précédemment perfectionné ses compétences en stratégie produit chez Google et Spotify. La startup, soutenue par Y Combinator, a levé avec succès 6 millions de dollars en financement de démarrage l’année dernière. Leur modèle cérébral pour USI a été entraîné sur un ensemble de données massif, combinant des informations EEG accessibles au public avec des données propriétaires de la Cleveland Clinic et d’autres partenaires. Sakellariou estime que le modèle intègre près d’un million d’heures de données de surveillance EEG provenant de dizaines de milliers de patients, englobant à la fois des individus neurologiquement sains et malades. Ce volume énorme de données est crucial car les schémas d’activité cérébrale varient considérablement d’une personne à l’autre, nécessitant des données étendues pour capturer les points communs et les caractéristiques – un peu comme un grand modèle linguistique généralise le texte pour s’adapter à différents styles d’écriture.

L’équipe de la Cleveland Clinic et de Piramidal affine actuellement le modèle en utilisant des données rétrospectives de patients. Au cours des six à huit prochains mois, ils prévoient d’initier des tests dans un environnement d’USI strictement contrôlé, en utilisant des données de patients en direct provenant d’un nombre limité de lits et de médecins. Après cette phase initiale, le logiciel sera progressivement déployé dans l’ensemble de l’USI, avec pour objectif final de permettre au système hospitalier de surveiller des centaines de patients simultanément. Cette mise en œuvre prudente et progressive est conçue pour minimiser les faux positifs, où le système signale incorrectement un patient, et, surtout, les faux négatifs – les cas où un événement grave est manqué. Ce dernier scénario, selon Najm, est “un gros problème qui nous empêche de dormir la nuit”. Bien que Piramidal n’ait pas divulgué de chiffres précis sur la précision, la société affirme que sa technologie a atteint des performances “similaires à celles de l’homme” lorsqu’elle a été évaluée par rapport à un réseau de médecins et prévoit de publier des données détaillées sur sa précision à l’avenir.

Au-delà de son application immédiate en USI, Piramidal envisage d’utiliser son modèle fondamental cérébral à des fins plus larges, y compris la surveillance de l’épilepsie et du sommeil. Ce développement coïncide également avec d’autres avancées dans les modèles fondamentaux cérébraux, tels que le travail de Synchron sur un modèle intégrant les données des participants aux essais pour améliorer son système d’interface cerveau-ordinateur, et même des applications grand public comme les écouteurs EEG conçus pour mesurer les états émotionnels. Ces technologies émergentes, qu’elles soient médicales ou grand public, soulèvent de profondes questions concernant la collecte, le stockage et l’utilisation appropriée des données cérébrales très sensibles. Caroline Montojo, présidente et PDG de la Dana Foundation, une organisation philanthropique dédiée à la recherche en neurosciences, souligne le besoin urgent de “cadres éthiques anticipatifs” pour guider le développement et le déploiement responsables de ces technologies. Elle insiste sur l’importance d’incorporer diverses perspectives, y compris celles des éthiciens, des spécialistes des sciences sociales, des juristes et des expériences vécues par les patients, dès les premières étapes de la conception technologique.