Un enfant atteint de troubles du spectre autistique scanne les visages différemment. (Shutterstock)
Imaginez que votre fils Tommy soit sur le point d'avoir deux ans. C'est un petit garçon timide et doux, mais ses comportements peuvent être imprévisibles. Il lance les pires crises de colère, parfois en pleurant et en hurlant de façon inconsolable pendant une heure. Les moindres changements dans les routines peuvent le décourager.
Est-ce un mauvais cas des soi-disant «terribles deux»? Devriez-vous donner à Tommy le temps de sortir de cette phase? Ou, sont ces signes de trouble du spectre de l'autisme (TSA) - le trouble neurodéveloppemental qui touche environ 2% de la population, l'équivalent d'environ un ou deux enfants dans un bus scolaire complet? Et comment le saurez-vous?
Notre groupe de recherche du Département de mathématiques appliquées de l'Université de Waterloo a développé un nouvelle technique de détection des TSA qui distingue différents modèles de regard pour aider les médecins à détecter plus rapidement et plus précisément les TSA chez les enfants.
Nous l'avons fait parce que le diagnostic et l'intervention précoces du TSA présentent de nombreux avantages. Des études ont montré que les interventions mises en œuvre avant l'âge de quatre ans sont associées à des gains importants de cognition, de langage et de comportement adaptatif. De même, les chercheurs ont lié la mise en œuvre des interventions précoces dans les TSA avec une amélioration des compétences de vie quotidienne et du comportement social. Inversement, un diagnostic tardif est associée à une augmentation du stress parental et retarde l'intervention précoce, ce qui est essentiel à des résultats positifs au fil du temps.
Interventions actuelles contre les TSA
Les symptômes du TSA apparaissent généralement au cours des deux premières années de la vie et affectent la capacité de l'enfant à fonctionner socialement. Bien que les traitements actuels varient, la plupart des interventions se concentrent sur la gestion du comportement et l'amélioration des compétences sociales et de communication. Parce que la capacité de changement est d'autant plus grande que l'enfant est jeune, on peut attendre les meilleurs résultats si le diagnostic et l'intervention sont faits tôt dans la vie.
L'évaluation des TSA comprend un examen médical et neurologique, un questionnaire approfondi sur les antécédents familiaux, le comportement et le développement de l'enfant ou une évaluation par un psychologue.
Malheureusement, ces approches diagnostiques ne sont pas vraiment adaptées aux tout-petits et peuvent être coûteuses. On peut imaginer qu'il est beaucoup plus facile pour les enfants de simplement regarder quelque chose, comme le visage animé d'un chien, que de répondre à des questions dans un questionnaire ou d'être évalué par un psychologue.
Les mathématiques comme nouveau microscope
Vous vous demandez peut-être: qu'est-ce que les mathématiciens ont à voir avec la détection de l'autisme?
Il s'agit en effet d'un exemple de recherche interdisciplinaire dans laquelle notre groupe est impliqué. Nous utilisons les mathématiques comme microscope pour comprendre la biologie et la médecine. Nous bâtissons modèles informatiques pour simuler les effets de divers médicaments et nous appliquons des techniques mathématiques pour analyser les données cliniques.
Nous pensons que les mathématiques peuvent distinguer objectivement les comportements des enfants atteints de TSA de leurs homologues neurotypiques.
Nous savons que les personnes atteintes de TSA explorent et scannent visuellement le visage d'une personne différemment des personnes neurotypiques. En développant la nouvelle technique de détection des profils oculaires, nous avons évalué les enfants 40, principalement des enfants de quatre ou cinq ans. Environ la moitié de ces enfants sont neurotypiques, tandis que d'autres ont un TSA. On a montré à chaque participant des photographies 44 de visages sur un écran, intégré dans un système de suivi oculaire.
Le dispositif infrarouge a interprété et identifié les emplacements sur les stimuli que chaque enfant regardait via l'émission et la réflexion des ondes de l'iris.
|En regardant le visage d'une personne, un enfant neurotypique se concentre davantage sur les yeux tandis qu'un enfant atteint de TSA se concentre davantage sur la bouche. (Shutterstock)
Modèles de mouvements oculaires
Les images ont été séparées en sept zones clés - que nous avons nommées caractéristiques - dans lesquelles les participants ont concentré leur regard: sous l'œil droit, l'œil droit, sous l'œil gauche, l'œil gauche, le nez, la bouche et d'autres parties de l'écran. Nous avons utilisé quatre concepts différents de l'analyse de réseau pour évaluer le degré variable d'importance que les enfants accordent à ces caractéristiques.
Non seulement voulions-nous savoir combien de temps les participants ont passé à regarder chaque élément, nous voulions également savoir comment ils déplaçaient leurs yeux et scannaient les visages.
Par exemple, les chercheurs savent que lorsqu'on regarde le visage d'une personne, un l'enfant neurotypique se concentre davantage sur les yeux alors qu'un enfant atteint de TSA se concentre davantage sur la bouche. De plus, un enfant atteint de TSA scanne également les visages différemment. En déplaçant leur concentration des yeux de quelqu'un vers leur menton, par exemple, un enfant neurotypique bouge probablement ses yeux plus rapidement et par un chemin différent de celui d'un enfant atteint de TSA.
Processus de diagnostic adapté aux enfants
Bien qu'il ne soit pas encore possible d'entrer dans un cabinet de médecin et de demander ce test, nous espérons que cette recherche finira par rendre le processus de diagnostic moins stressant pour les enfants.
Pour utiliser cette technologie, il faudrait un eye-tracker infrarouge, qui est disponible dans le commerce, ainsi que notre technique d'analyse de réseau. Nous avons expliqué les algorithmes afin que tous les développeurs de logiciels qui le souhaitent puissent, théoriquement, les implémenter.
En supprimant certains des obstacles au diagnostic précoce, nous espérons que davantage d'enfants atteints de TSA pourront bénéficier d'une intervention précoce, ce qui se traduira par une amélioration de la qualité de vie et une plus grande autonomie à long terme.
À propos des auteurs
Anita Layton, Chaire de recherche du Canada 150 en biologie mathématique et médecine; Professeur de mathématiques appliquées, pharmacie et biologie, Université de Waterloo et Mehrshad Sadria, M. Candidat en mathématiques, Département de mathématiques appliquées, Université de Waterloo
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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