Quand un trait de crayon en dit long sur votre cerveau
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Prenez note que cet article publié en 2016 pourrait contenir des informations qui ne sont plus à jour.
Prendre un crayon et dessiner un trait sur un bout de papier. Si le geste est banal, ce mouvement peut révéler tout un trésor d'informations sur nos capacités neuromotrices.
À Polytechnique Montréal, les travaux du professeur Réjean Plamondon ont permis de réaliser à quel point un simple trait de crayon en dit long sur notre cerveau. « En début de carrière, on m'a donné carte blanche pour démarrer un projet de recherche. J'ai eu l'idée de faire de la vérification automatique de signatures pour la sécurité informatique. »
Pour le professeur Plamondon, l'objectif était d'apprendre à « reconnaître comment on signe et non pas la signature en image ». À l'époque, il était loin de se douter que son travail en sécurité informatique allait le mener vers les applications biomédicales.
Une signature est une succession de traits, un enchaînement de commandes qui proviennent du cerveau. Et c'est la vitesse à laquelle le cerveau envoie ces commandes qui va intéresser l'équipe du professeur Plamondon.
« Le cerveau contrôle la vitesse, dit Réjean Plamondon. La priorité est de reproduire le signal de vitesse le plus fidèlement possible, car c'est lui qui va nous donner l'information sur l'état du cerveau et du bras de la personne ».
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Dans le laboratoire Scribens de Polytechnique que dirige Réjean Plamondon, on a élaboré des logiciels pour capter et reproduire le signal vitesse. On n'a qu'à dessiner un trait sur une tablette utilisée pour le graphisme. L'ordinateur en tire un ensemble de graphiques en forme de courbes. Ces courbes, le scientifique les appelle les « logs normales », soit les images des signaux envoyés par le cerveau.
Un outil pour les jeunes atteints de TDAH
En collaboration avec des cliniciens, l'équipe du professeur Plamondon a testé le système sur un groupe d'enfants, dont la moitié avait un trouble du déficit de l'attention avec hyperactivité (TDAH).
Tour à tour, les enfants ont dû reproduire une série de traits prédéfinis à l'aide de la tablette graphique. Le résultat est étonnant : le logiciel révèle que les courbes, les « logs normales », des enfants avec le TDAH sont irréguliers et saccadés.
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À l'inverse, celles des enfants qui n'ont pas de déficit d'attention sont claires et régulières. « On peut dire qu'il y a une différence entre les deux et que notre système est capable de le détecter », explique Nadir Faci, un étudiant en génie biomédical qui participe aux travaux du laboratoire.
Une innovation remarquée dans le monde
Le résultat de cette innovation est si prometteur que près d'une vingtaine de laboratoires dans le monde testent actuellement le modèle développé par le professeur Plamondon. Certains d'entre eux tentent d'élaborer des applications pour identifier les personnes à risque d'AVC ou encore pour créer des indicateurs afin de suivre l'évolution des patients atteints du Parkinson.
On a fait plusieurs tests sur les personnes âgées. Ça ne fait pas peur de faire un trait de crayon, il n'y a pas de sang, pas de piqûre. Les gens collaborent très bien.
Pour l'instant, les expériences sont réalisées sur une tablette graphique dans un laboratoire. « La prochaine étape, si on veut être visionnaire, c'est le marché des appareils mobiles. L'idée est de transférer notre technologie sur ces outils-là », précise M. Plamondon.
Voici comment fonctionne l'exercice de trait avec une tablette :
L'équipe de Réjean Plamondon travaille d'ailleurs sur une application mobile. L'exercice consiste à tracer huit triangles de suite. Chaque trait effectué pour dessiner les triangles fournit des informations sur les signaux provenant du cerveau. Il suffirait de faire l'exercice chaque jour pour suivre l'évolution de nos capacités neuromotrices. Si à un moment donné l'application détecte un changement significatif, une alerte pourrait être envoyée à l'utilisateur.
Un tel outil permettrait à un médecin de suivre ses patients à distance, d'évaluer, par exemple, si l'état d'une victime de commotion cérébrale s'améliore.
