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In Silico : comment le numérique transforme la médecine

28 mai 2014

Les Big data ou données à profusion jouent un rôle nouveau en matière de santé : qu’elles permettent aux pompiers d’allouer leurs ressources où qu’elles aident les assureurs à personnaliser leurs offres,  elles nous responsabilisent et aident à prévenir plutôt que guérir. C’est ce qu’ont montré à notre rencontre « Prévention et numérique » François Ewald, philosophe de l’assurance et le lieutenant-Colonel Pagniez, des Pompiers de Paris.

De son côté, Hervé Lombaert, chercheur au centre Inria-Microsoft, a attiré notre attention sur une autre vertu du numérique au service de la médecine. Fondée sur des moyens informatiques très puissants et les progrès de l’imagerie médicale, une nouvelle discipline tâche de révolutionner notre santé : la médecine In Silico.

Créer des corps virtuels pour soigner des corps réels

« Grâce à la production de données, l’anatomie numérique devient statistique ! »

C’est ainsi que Hervé Lombaert résume le formidable potentiel de la médecine in silico, pratiquée sur des doubles numériques de nous-mêmes – par opposition, ou plutôt en complément de la bonne vieille médecine in vivo, pratiquée directement sur nos corps.

Simulation de thérapie, planning, guidage de thérapie, diagnostic assisté… sont les nouvelles possibilités offertes par la modélisation numérique du corps humain. In vivo, on analyse depuis longtemps déjà des images médicales de plus en plus nombreuses et précises. A force, on pourrait reconstruire notre anatomie, version numérique : statistique et physique y seront les clés d’une véritable simulation du fonctionnement du corps, en temps réel et à des fins prédictives. Personnalisée par nos données santé, cette simulation parle intimement de nous : le modèle numérique apprend à nous ressembler et à simuler l’effet de tel ou tel virus ou médicament sur notre organisme… générant une véritable physiologie numérique.

 

En créant un modèle numérique du coeur humain capable d’intégrer toutes les caractéristiques du coeur d’un véritable patient, Nicholas Ayache (Inria), Antonio Criminisi (Microsoft Research) et leurs collaborateurs veulent ainsi en anticiper les évolutions pathologiques. Sur un tel modèle, on pourrait par exemple mesurer des effets d‘un médicament avant de l’inoculer au patient… 

Ainsi, pour les chercheurs, ce potentiel est d’abord celui de la prévention. Un dernier exemple ? « Au lieu d’ouvrir le patient on peut prévenir des interventions inutiles », explique Hervé Lombaert. On réalise ainsi, sans risque, les promesses de la médecine 4P : prédictive, préventive, personnalisée et participative.

Reconstruction en 3D d’un angioscanner, examen radiologique non invasif qui permet la visualisation des vaisseaux sanguins.

Modéliser l’ADN ou le cerveau humain ? Le rêve fou qui divise

A l’Institut de la médecine In Silico de l’Université de Sheffield au Royaume-Uni, le Docteur Keith Mc Cormack et ses collègues se sont donnés la colossale mission de construire une réplique virtuelle d’un corps humain, via un ambitieux programme soutenu par l’Union Européenne. De leur côté, des scientifiques du MIT et de l’université de Vienne ont modélisé l’activité cérébrale d’un verre de terre, et espèrent ainsi mieux comprendre notre fonctionnement neuronal. Par ces quelques exemples, on mesure les immenses promesses qu’offrent la captation de données et leur retranscription en modèles fonctionnels : comprendre enfin le fonctionnement global d’un cerveau humain, pour pouvoir en soigner les déficiences – voire, l’améliorer ?

Plus près de nous, toujours au centre Inria-Microsoft, Bertrand Thirion développe des algorithmes pointus pour décoder les images du cerveau construites par un puissant outil d’IRM. Puis il croise les informations recueillies avec une base de données génétiques, afin d’analyser en finesse les mécanismes du cerveau, mais aussi ses pathologies. En modélisant l’évolution de l’athropie cérébrale, l’équipe se voit par exemple en mesure de prédire le risque, pour le patient, d’avoir la maladie d’Alzheimer.

Et après ?

Demain, prédit Hervé Lombaert, on modélisera numériquement de larges populations. Et les Big data, l’intelligence artificielle, mais aussi les vêtements connectés joueront un rôle essentiel dans la médecine et offriront des possibilités de prévention en temps réel.

La science-fiction semble alors rejoindre la réalité, et tous les scénarios d’homme augmenté deviennent possibles – ainsi que les questions éthiques que cette médecine hybride soulève. Par exemple, un modèle numérique pourra-t-il décider du sort d’un malade ? Une question qui pourrait faire sens, à l’heure où l’on cherche à doter les intelligences artificielles de la capacité à trancher dans le cas de dilemmes moraux.

Mais alors que des scientifiques comme Stephen Hawking et ses célèbres collègues prédisent déjà des scénarios catastrophe quant à ces algorithmes « trop intelligents », il faut rappeler les nuances de Stanislas Dehaene, du Commissariat à l’énergie atomique, à propos d’un projet similaire – le Human Brain Project :

« L’objectif n’est pas de simuler chaque synapse de chaque neurone de tout le cerveau. Nous allons créer des modèles réalistes de petits circuits pour en abstraire les propriétés. » 

Reste encore le problème de la protection des données santé, très personnelles, qui servent à ces modèles et qui demeure un frein à leur élaboration : faute de cadre légal, la diffusion et l’utilisation de données médicales reste encore le cœur de vastes débats. Mais comme l’affirmait au Monde Gilles Laurent, du Max Planck Institute for Brain Research de Francfort : « le progrès scientifique a besoin de débats« . Et cela tombe bien : celui sur la médecine In Silico ne fait que commencer.

Retrouvez toute l’intervention d’Hervé Lombaert à notre colloque « Numérique et prévention », en vidéo ci-dessous.

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