Dans une étude récente publiée dans Frontiers in Neuroscience, des chercheurs ont développé une technique innovante de détection des troubles du spectre autistique (TSA) pour les enfants en examinant les informations sur les mouvements oculaires pour les choix de dessins animés grâce à l’apprentissage automatique.
Étude: Diagnostic précoce de l’autisme basé sur l’apprentissage automatique en fonction des mouvements oculaires de visages réels et artificiels. Crédit d’image : Veja/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Une détection et un traitement précoces sont nécessaires pour les TSA, une condition sociale marquée par des problèmes de communication et des comportements compulsifs.
En conjonction avec les algorithmes d’apprentissage automatique, l’Eye-tracking est devenu un outil essentiel pour le dépistage et le diagnostic précoces.
Des études révèlent que chez les patients atteints de TSA, le regard porté sur des stimuli ayant une valeur sociale significative diminue et augmente, soulignant la possibilité d’obtenir un diagnostic précoce et objectif s’ils sont explorés.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, étant donné que le regard aberrant et le retard de développement sont des indicateurs précoces des TSA, les chercheurs ont étudié si des stimuli sociaux minimes, tels que des activités de dessins animés, pouvaient être efficaces pour le dépistage précoce des TSA.
Les chercheurs ont évalué les enfants atteints de TSA et ceux au développement typique (TD) âgés de 12 à 60 mois à l’aide de tests de suivi oculaire basés sur des films de personnages de dessins animés et de personnes réelles. Ils ont analysé les données des évaluations de suivi oculaire à l’aide d’un cadre hiérarchique à trois niveaux incluant les personnes, les événements et les domaines d’intérêt.
Des classificateurs de forêt aléatoire (RF) ont été utilisés pour la sélection des caractéristiques, et des données de diagnostic et des vecteurs aplatis ont été utilisés comme étiquettes et caractéristiques.
Pour analyser les impacts des caractéristiques les plus importantes, une modélisation de régression logistique a été utilisée. L’échelle de développement Gesell (GDS) a été utilisée pour examiner le développement des enfants.
Seules les personnes répondant aux critères du programme d’observation diagnostique de l’autisme (ADOS) et du Manuel diagnostique et statistique des troubles mentaux, cinquième édition (DSM-V) pour le diagnostic des TSA et celles ayant une audition et une vision normales qui pouvaient entreprendre des évaluations des mouvements oculaires ont été incluses dans l’analyse. . Les personnes souffrant d’autres troubles psychiatriques et de problèmes de santé physique ont été exclues de l’étude.
Huit vidéos silencieuses ont été utilisées dans les études de suivi oculaire. Les vidéos étaient divisées en deux côtés par deux sections rectangulaires, un côté présentant un personnage de dessin animé effectuant des mouvements tels que hocher la tête, danser, se gratter le cou, envoyer un baiser, sauter, applaudir, hocher la tête en étirant les pouces et sauter à la corde. De l’autre côté, une personne réelle se faisait passer pour le personnage du dessin animé.
Pour garantir que la tenue vestimentaire et les mouvements du dessin animé soient équivalents à ceux des humains réels, le dessin animé et les êtres humains réels ont été utilisés simultanément dans la conception du stimulus. La fixation fait référence à un groupe d’emplacements de regard proches du temps (60 ms) et de l’espace. Le regard faisait référence au statut de mouvement sans saccade, tandis que la fixation faisait référence au statut de mouvement sans saccade.
Résultats
Au total, 161 enfants (44 enfants typiquement en développement et 117 atteints de TSA) ont été recrutés, parmi lesquels l’âge moyen était de 40 mois, et 47 étaient des filles. 70 % et 30 % des données obtenues ont été utilisées respectivement pour la formation et les tests. Les enfants du groupe TSA étaient significativement plus jeunes et présentaient des scores GDS nettement inférieurs à ceux du groupe TD.
Les valeurs globales de rappel, de précision et d’exactitude étaient respectivement de 0,8, 0,7 et 0,7, avec une valeur d’aire sous la courbe (AUC) de 0,8. L’attention portée aux caractéristiques associées à l’homme était favorablement liée au diagnostic de TSA, mais la longueur de fixation du dessin animé était en corrélation négative avec le diagnostic de TSA.
Regard de tête, temps et corps revisités lorsque les dessins animés applaudissaient, la séquence du dessin animé. En même temps, ils se grattaient le cou, comptaient, regardaient et hochaient la tête tout en étirant le pouce, et le total des personnes pratiquant des activités de danse était négativement lié aux TSA.
Le temps de fixation initial des gens pendant que les individus dansaient, les séquences de dessins animés pendant que les dessins animés hochaient la tête et la durée de fixation des personnages de dessins animés tout en envoyant des baisers étaient les traits qui indiquaient des liens favorables avec les TSA. De plus, la plus grande vitesse de saccade était associée à un diagnostic de TSA.
Les enfants TSA aimaient bien plus les visages de dessins animés que les enfants TD. Une explication probable de l’amour des enfants TSA pour les dessins animés est qu’ils n’ont pas besoin de contact social. Le caractère commun des troubles du spectre autistique dans le traitement des personnages de dessins animés pourrait être lié à une atteinte aux capacités d’interaction sociale.
Les résultats ont révélé que la durée de la concentration sur les gens pendant la danse était fortement liée au diagnostic de TSA. L’explication peut être que les individus réels avaient une plus grande variété de mouvements, qui attiraient davantage les jeunes.
Conclusions
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude ont montré que les techniques de suivi oculaire et les algorithmes d’apprentissage automatique se sont révélés prometteurs dans la détection des TSA chez les jeunes générations.
Alors que les comportements de regard humain réels, comme les revisites du corps et la longueur du regard de la tête, sont associés aux TSA, les comportements de regard liés aux dessins animés, comme les séquences de dessins animés et les temps de fixation des dessins animés, ne le sont pas.
Ces actions sont socialement significatives car les enfants moins intéressés par les individus ou les parties humaines sont plus susceptibles de souffrir de TSA. Les approches assistées par ordinateur, telles que les personnages de dessins animés, devraient être étudiées plus en détail dans le cadre du diagnostic précoce et de l’éducation spécialisée.
