Intelligence artificielle : cette IA peut détecter les rêves

« Imaginez que vous votre routeur Wi-Fi sache quand vous êtes en train de rêver et puisse vérifier que vous ayez assez de sommeil profond qui est nécessaire au renforcement de la mémoire. » Cette proposition à l'apparence un peu curieuse émane du professeur Dina Katabi, du CSAIL (Computer Science and Artificial IntelligenceIntelligence Laboratory). Avec une équipe de chercheurs du Massachusetts General Hospital, elle a développé un dispositif de surveillance du sommeilsommeil qui n'utilise aucun appareillage physiquephysique installé sur le corps.

Actuellement, les examens liés aux troubles du sommeiltroubles du sommeil sont pratiqués à l'hôpital et impliquent le recours à l'électroencéphalographie (EEGEEG). La qualité des résultats dépend largement de la capacité du patient à pouvoir dormir dans un environnement inconnu en surmontant la gêne provoquée par les électrodesélectrodes fixées sur lui. C'est là que l'innovation proposée par le MIT a le potentiel pour révolutionner cette discipline.

Le système repose sur un émetteur d'ondes radio de faible puissance, de la taille d'un ordinateur portable associé à une intelligence artificielle (IAIA) qui analyse les données. Installé dans une pièce où dort une personne, l'appareil émet un signal dont les ondes sont réfléchies par le corps. Le moindre mouvementmouvement modifiant leur fréquence, leur analyse permet de déterminer des signes vitaux tels que le poulspouls et le rythme de respiration. Cette méthode est issue de travaux précédents du CSAIL qui s'était déjà servi des ondes radio pour détecter les émotions ou la vitesse de déplacement d'une personne.

L’émetteur-récepteur sans fil développé par le MIT peut être placé dans une chambre pour diffuser des ondes radio dont les réflexions sont analysées par une IA. © Shichao Yue, MIT

L’IA sait identifier les trois phases du sommeil

Pour parvenir à interpréter les variations de ces ondes radio liées au sommeil, les chercheurs ont développé un algorithme d'apprentissage profondapprentissage profond basé sur un réseau neuronal capable d'identifier à partir de ces mesures les trois états du sommeil : léger, profond et paradoxal. C'est durant la phase de sommeil paradoxalsommeil paradoxal qu'ont lieu les rêves. L'une des principales difficultés techniques qu'il a fallu surmonter fut d'entraîner l'IA à extraire les bons signaux, noyés au milieu d'autres, générés par le sinnombrables ondes parasitesparasites rebondissant sur tous les objets présents dans la pièce.

Lors d'essais réalisés avec 25 volontaires en bonne santé, le système est parvenu à identifier les trois phases de sommeil avec une précision de 80 % qui, selon les chercheurs, est équivalente à celle des systèmes EEG. Mais le grand avantage de leur invention est qu'elle n'impose aucune contrainte au patient qui pourrait même l'utiliser à domicile. Cela crée des conditions d'examen beaucoup plus proches de la réalité.

L'équipe du professeur Katabi prévoit d'employer cette technologie pour étudier de quelle manière la maladie de Parkinsonmaladie de Parkinson affecte le sommeil. Par ailleurs, les spécialistes pourraient s'en servir pour surveiller en continu et à distance des troubles du sommeil liés à la maladie d'Alzheimermaladie d'Alzheimer, l'insomnieinsomnie, l'apnée du sommeilapnée du sommeil ou encore les crises d'épilepsiecrises d'épilepsie qui surviennent lorsqu'une personne dort.