Stimulation olfactive des patients dans le coma
Fonds de Dotation Per Fumum : Pouvez-vous nous préciser l’évolution de vos recherches, quels résultats ou tendances avez-vous pu observer ?
Jean-Baptiste Masson : « L’idée était de détecter des traces de conscience chez des patients dans le coma via des stimulations olfactives. Nous avons choisi une méthode inhabituelle d’analyse des EEG, visant à créer un modèle génératif. À notre grande surprise, en quelques semaines, nous avons obtenu un premier modèle génératif d’EEG, utilisant à la fois des données publiques et celles des patients comateux. Ces EEG générés reproduisent les principales caractéristiques des EEG réels.
Nous travaillons actuellement à affiner ces modèles pour que les médecins ne puissent plus distinguer EEG réel et EEG généré sur de courts échantillons. Microsoft nous prête des capacités de calcul pour optimiser nos algorithmes, et Pierre-Marie nous a permis d’accéder à ces infrastructures pour explorer un large espace de paramètres en machine learning.
Parallèlement, nous développons des métriques pour évaluer la qualité des EEG générés. Certaines sont basées sur l’expertise médicale – ce que regarde un médecin sur un EEG – et d’autres sur des méthodes mathématiques pour caractériser et améliorer la génération. Nous avons même réussi à générer des EEG de patients comateux, dont les signaux sont très différents et souvent bruités à cause de la prise de données en conditions réelles. »
Prof. Pierre-Marie Lledo : « Pour ma part, je note la rapidité avec laquelle le modèle synthétique d’EEG a été obtenu. La validation clinique est en cours, ce qui permettra d’étendre cette approche à un spectre plus large de patients et d’évaluer son utilité pour l’aide à la décision clinique et la compréhension du fonctionnement cérébral sous stimulation olfactive et auditive. Ce projet, innovant à l’échelle nationale et internationale, n’a pas de réel équivalent dans la littérature. »
Fonds de Dotation Per Fumum : Comment les patients réagissent à vos stimulations olfactives ? Peut-on déjà distinguer des trajectoires de récupération ?
Prof. Pierre-Marie Lledo : « Pour l’instant, les tracés EEG des patients dans le coma sont utilisés pour valider le modèle. L’œil humain n’est pas assez aguerri pour identifier un signal olfactif spécifique. Des travaux antérieurs sur les potentiels évoqués liés à des stimuli olfactifs, notamment dans le cadre du Covid, ont montré les difficultés à objectiver ces signaux, en particulier chez les personnes anosmiques ou hyposmiques. Nous ne pouvons donc pas encore distinguer de trajectoires de récupération précises chez les patients comateux. L’objectif immédiat reste la validation computationnelle de notre approche. »
Fonds de Dotation Per Fumum : Avez-vous identifié des odeurs ou familles olfactives qui suscitent des réponses cérébrales plus marquées que d’autres ?
Prof. Pierre-Marie Lledo :« Nous explorons actuellement une large gamme de stimuli. Les extrêmes de valence suscitent les réponses les plus fortes : la vanille ou la vanilline produit des réponses plaisantes, tandis que l’acide butyrique (odeur rance) provoque des réponses déplaisantes marquées par le système limbique. Entre ces extrêmes, nous utilisons des odeurs neutres comme la lavande pour élargir le spectre sensoriel des stimulations. »
Fonds de Dotation Per Fumum : Des évolutions ont-elles été apportées au protocole de stimulation ou aux outils d’analyse depuis le lancement de l’étude ?
Jean-Baptiste Masson : « Oui, nous peaufinons le protocole. Avec Sébastien Wagner, nous avons ajusté la concentration et la durée de stimulation pour reproduire au mieux la respiration naturelle. Nous introduisons également des intermittences temporelles pour améliorer la fidélité de la stimulation. Côté analyse, nous combinons différents domaines mathématiques pour optimiser la génération des EEG, tout en intégrant l’expertise médicale afin que la machine puisse reproduire certains critères d’évaluation clinique. »
Prof. Pierre-Marie Lledo : « Par ailleurs, nous cherchons à régénérer les EEG complets pour les patients polytraumatisés disposant d’un nombre réduit d’électrodes. Cela permettra à des médecins moins expérimentés de disposer de données plus complètes, tout en conservant un intérêt mathématique et technique. »
Fonds de Dotation Per Fumum : Quelles seront les prochaines étapes de la recherche pour 2026 ?
Jean-Baptiste Masson : « Nous allons généraliser notre approche à d’autres services hospitaliers et poursuivre le développement de nos modèles génératifs. Nous continuerons d’extraire l’heuristique médicale de l’analyse EEG pour l’intégrer dans nos algorithmes et améliorer la qualité des données générées. »
Prof. Pierre-Marie Lledo : « Nous espérons également explorer des applications parallèles, par exemple dans l’enseignement, pour objectiver la progression d’un apprenant. À terme, nous pourrions envisager un pont entre science et arts, en traduisant certains signaux EEG en sons ou en couleurs, mais cela reste un projet à plus long terme. »
