Les chercheurs ont utilisé l’intelligence artificielle (IA) et la technologie d’apprentissage en profondeur pour trouver un lien entre les altérations de la forme du visage des enfants et la quantité d’alcool que leurs mères ont bu, à la fois avant de tomber enceinte et pendant la grossesse.
L’étude, qui est publiée aujourd’hui (jeudi) dans Reproduction humaine [1], l’une des principales revues de médecine de la reproduction au monde, est la première à détecter cette association chez les enfants de mères qui ont bu de l’alcool jusqu’à trois mois avant de tomber enceinte mais qui ont arrêté pendant la grossesse. De plus, il a trouvé que l’association avec la forme modifiée du visage existait même si les mères buvaient moins de 12 g d’alcool par semaine – l’équivalent d’un petit verre de vin de 175 ml ou de 330 ml de bière.
La découverte est importante car la forme du visage des enfants peut être une indication de problèmes de santé et de développement.
Gennady Roshchupkin, professeur adjoint et chef du groupe de biologie computationnelle des populations au centre médical Erasmus de Rotterdam, aux Pays-Bas, qui a dirigé l’étude, a déclaré : « J’appellerais le visage un « miroir de la santé » car il reflète la santé globale d’un enfant. L’exposition d’un enfant à l’alcool avant la naissance peut avoir des effets néfastes importants sur son développement et, si une mère boit régulièrement une grande quantité, cela peut entraîner un trouble du spectre de l’alcoolisation fœtale, l’ETCAF, qui se reflète sur le visage des enfants.
L’ETCAF est défini comme une combinaison de retard de croissance, de troubles neurologiques et d’un développement facial anormal reconnaissable. Les symptômes comprennent des troubles cognitifs, un trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH), des difficultés d’apprentissage, des problèmes de mémoire, des problèmes de comportement et des retards d’élocution et de langage. L’ETCAF est déjà connu pour être causé par la consommation d’alcool d’une mère pendant la grossesse, en particulier la consommation excessive d’alcool. Cependant, jusqu’à présent, on savait peu de choses sur l’effet d’une faible consommation d’alcool sur le développement facial des enfants et, par conséquent, sur leur santé. Il s’agit également de la première étude à examiner la question chez des enfants d’origines ethniques multiples.
Les chercheurs ont utilisé l’IA et l’apprentissage en profondeur pour analyser des images tridimensionnelles d’enfants prises à l’âge de neuf ans (3149 enfants) et de 13 ans (2477 enfants). Les enfants faisaient partie de l’étude Generation R aux Pays-Bas, une étude en cours basée sur la population des femmes enceintes et de leurs enfants à partir de la vie fœtale. Les enfants de cette analyse sont nés entre avril 2009 et janvier 2006.
Le visage est une forme complexe et son analyse est une tâche difficile. L’imagerie 3D aide beaucoup, mais nécessite des algorithmes plus avancés pour ce faire. Pour cette tâche, nous avons développé un algorithme basé sur l’IA, qui prend des images 3D haute résolution du visage et produit 200 mesures ou « traits » uniques. Nous les avons analysés pour rechercher des associations avec l’exposition prénatale à l’alcool et nous avons développé des cartes thermiques pour afficher les traits faciaux particuliers associés à la consommation d’alcool des mères. »
Gennady Roshchupkin, professeur adjoint et chef du groupe de biologie computationnelle des populations au Centre médical Erasmus, Rotterdam, Pays-Bas
Les informations sur la consommation d’alcool des mères ont été obtenues à partir de questionnaires remplis par les femmes en début, milieu et fin de grossesse. Les chercheurs les ont répartis en trois groupes : les mères qui n’ont pas bu avant ou pendant la grossesse (le groupe témoin), les mères qui ont bu pendant les trois mois précédant la grossesse mais qui ont arrêté lorsqu’elles sont tombées enceintes, et les mères qui ont bu pendant la grossesse, y compris celles qui seulement bu pendant le premier trimestre de la grossesse, et ceux qui ont continué à boire tout au long de la grossesse.
« Nous avons trouvé une association statistiquement significative entre l’exposition prénatale à l’alcool et la forme du visage chez les enfants de neuf ans. Plus les mères buvaient d’alcool, plus il y avait de changements statistiquement significatifs. Les traits les plus courants étaient le bout du nez retroussé, raccourci nez, menton tourné et paupière inférieure retournée », a déclaré M. Xianjing Liu, premier auteur de l’étude et étudiant au doctorat dans le groupe du professeur Roshchupkin, qui a développé l’algorithme d’IA.
« Parmi le groupe de mères qui ont bu tout au long de la grossesse, nous avons constaté que même si les mères buvaient très peu pendant la grossesse, moins de 12 g par semaine, l’association entre l’exposition à l’alcool et la forme du visage des enfants pouvait être observée. C’est la première fois qu’une association a été démontré à des niveaux de consommation d’alcool aussi bas. »
Le lien entre la consommation d’alcool et la forme du visage s’est affaibli chez les enfants plus âgés et aucune association significative n’a été trouvée lorsque les chercheurs ont examiné les données des enfants âgés de 13 ans.
« Il est possible qu’à mesure qu’un enfant vieillit et subisse d’autres facteurs environnementaux, ces changements puissent diminuer ou être masqués par des schémas de croissance normaux. Mais cela ne signifie pas que l’effet de l’alcool sur la santé disparaîtra également. Par conséquent, il est crucial de souligner que il n’y a pas de niveau de consommation d’alcool sûr établi pendant la grossesse et qu’il est conseillé de cesser de boire de l’alcool avant même la conception pour assurer des résultats optimaux pour la santé de la mère et du fœtus en développement », a déclaré le professeur Roshchupkin. « Des investigations supplémentaires sur le mécanisme d’association sont nécessaires pour bien comprendre comment l’association se développe puis s’affaiblit avec l’âge. »
Chez les enfants de neuf ans, les chercheurs ont découvert que des traits faciaux statistiquement significatifs étaient associés à la consommation d’alcool des mères lorsqu’ils comparaient celles qui buvaient avant la grossesse mais qui avaient arrêté de tomber enceinte avec des mères qui continuaient à boire tout au long de la grossesse.
Ils ont également examiné les données des femmes qui ont bu pendant le premier trimestre mais qui ont ensuite arrêté, et celles qui ont continué à boire. Les résultats étaient similaires, ce qui suggère que les associations s’expliquaient principalement par l’exposition du fœtus à l’alcool au cours des trois premiers mois de la grossesse.
Les chercheurs écrivent que des études antérieures sur le développement de l’enfant après une exposition prénatale à l’alcool ont suggéré que les mécanismes d’action possibles pourraient être des troubles métaboliques chez les mères, tels que des problèmes de glycémie et une stéatose hépatique, et que cela pourrait également expliquer le lien avec forme du visage. Cependant, d’autres investigations sont nécessaires.
L’une des forces de l’étude est le grand nombre d’enfants issus de plusieurs origines ethniques. Les limites incluent qu’il n’y avait pas de données sur la consommation d’alcool plus de trois mois avant la grossesse et que les mères n’avaient peut-être pas rempli correctement le questionnaire sur leurs habitudes de consommation, sous-estimant peut-être leur consommation. Comme il s’agit d’une étude observationnelle, elle ne peut pas montrer que la consommation d’alcool provoque les changements de formes de visage uniquement qu’elle y est associée.
