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Colloque
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Christian O' Reilly : University of South Carolina
La modélisation est essentielle à la compréhension des mécanismes responsables de la génération des données observées lors d’expérimentations sur des systèmes complexes. Dans cette étude, on présente une approche systématique pour la décomposition de l’ECG en une somme d’équations lognormales. Les paramètres lognormaux de l’ECG d’enfants en bas âge (1-24 mois) sont estimés à l’aide d’un réseau de neurones implémentant une approche d’apprentissage par renforcement profond. On utilise ici l’effet systématique de l’âge sur les paramètres de modélisation pour établir une preuve de concept et démontrer le potentiel de cette approche fondée sur la modélisation de l’ECG. Après un ajustement de Bonferroni pour tests multiples, 10 des 24 paramètres de modélisation montrent une signifiance statistique sous le seuil de 0.01, avec un coefficient de corrélation de Kendall variant entre 0.27 et 0.51. On s’attend à ce que l’impact d’une telle approche sur la science fondamentale et la pratique clinique dépende, dans le futur, du raffinement de la capacité du modèle à représenter fidèlement les mécanismes physiologiques sous-jacents à l’ECG. D’autre part, en améliorant l’interprétation physiologique de tels modèles, cette approche peut jeter de la lumière sur les variables latentes jouant un rôle clé dans le fonctionnement du cœur et de son contrôle par le système nerveux autonome.
La théorie cinématique des mouvements humains (l’une des dix découvertes de l’année, Québec Science, 1995) peut décrire, à l’aide d’une équation fondamentale appelée « fonction lognormale », la vitesse d’un effecteur terminal lors de la production d’un geste. Au fil des ans, des logiciels ont été développés pour faire la rétro-ingénierie des mouvements en les reconstruisant, et cette reconstruction fournit des paramètres centraux qui représentent l’état global du cerveau, et périphériques qui décrivent les propriétés des systèmes neuromusculaires ayant produit ce mouvement. La théorie a été testée et validée dans de nombreuses expériences et utilisée avec succès pour décrire les propriétés essentielles des profils de vitesse des doigts, du poignet, du tronc, de la tête, des yeux... Ceci a conduit le professeur Plamondon, concepteur de cette théorie, à postuler le principe de lognormalité, qui stipule que la réponse impulsionnelle lognormale d’un système neuromusculaire émerge d’un processus convergent piloté par le théorème de la limite centrale. Cette caractéristique globale optimale reflète le comportement d’individus qui maîtrisent parfaitement leurs mouvements et peut servir de biomarqueur pour caractériser le contrôle neuromoteur d’une personne. En effet, la production de mouvements complexes est réalisée par la superposition temporelle et la sommation de vecteurs de vitesse lognormaux, dans le but de minimiser leur nombre dans une tâche donnée, pour produire des gestes efficaces et fluides, en minimisant l’énergie nécessaire pour les générer. En corollaire, l’apprentissage du contrôle moteur chez les enfants peut être interprété comme une migration vers la lognormalité. Ensuite, pendant la plus grande partie de leur vie, les adultes normaux profitent de leur lognormalité pour contrôler leurs mouvements. Enfin, à mesure que le vieillissement se manifeste et que les problèmes de santé augmentent, on observe une déviation progressive de la lognormalité.
À ce jour, plus de vingt équipes de recherche de huit pays collaborent ou ont collaboré avec le professeur Plamondon pour étudier différentes applications de la lognormalité. Ce colloque se veut à la fois une rétrospective et une prospective de ces études. Il porte donc sur une sélection des travaux passés, de certains qui sont en cours et d’autres qui sont en démarrage. En plus des spécialistes en traitement du signal, en neuropsychologie, neuroscience, en éducation, en kinésiologie, pédiatrie, des étudiants ayant fait des stages ou études au laboratoire Scribens ou ses laboratoires affiliés de même que des jeunes entrepreneurs qui prévoient utiliser la lognormalité comme métrique dans leur produit participent à ce colloque.
Thème du congrès 2023 (90e édition) :
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Date :
10 mai 2023
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