Notre horloge interne instaure le rythme circadien que suit l’organisme. Ce dernier régule le sommeil, mais aussi la digestion, la pression artérielle, la libération d’hormones… Une bonne synchronisation avec ce mécanisme aide à bien dormir et à rester en bonne santé. Des chercheurs de l’université de Surrey ont ainsi voulu développer une intelligence artificielle basée sur un programme d’apprentissage automatique capable de prédire “l’heure” de notre horloge interne. L'étude a été présenté dans la revue PNAS le 24 avril 2023.
Une IA est capable de prédire “l’heure” de l’horloge interne
Actuellement si un médecin souhaite déterminer la synchronisation du cycle circadien d’un patient, il faut mesurer l’évolution des taux de mélatonine, en particulier la mélatonine en lumière faible (aussi appelée DLMO). Toutefois, ce processus peut être long. C’est pourquoi l’équipe a développé un programme d’apprentissage automatique qui s'appuie sur les métabolites (composé organique issu du métabolisme) présents dans le sang pour prédire le fonctionnement de l’horloge interne.
Pour le mettre au point, les chercheurs ont étudié les échantillons sanguins de 24 personnes, 12 hommes et 12 femmes. Tous les participants étaient en bonne santé, ne fumaient pas et avaient des horaires de sommeil réguliers sept jours avant leur visite au centre de recherche. Plus de 130 rythmes de métabolites ont été analysés. Les données recueillies ont ensuite été utilisées dans un programme d'apprentissage automatique pour prédire le rythme circadien.
"Après avoir prélevé deux échantillons de sang de nos participants, notre méthode a pu prédire le DLMO des individus avec une précision comparable ou meilleure que les méthodes d'estimation précédentes plus intrusives", explique le professeur Debra Skene, co-auteur de l'étude, dans un communiqué de l’université de Surrey.
Trouble du sommeil : identifier le cycle circadien pour des conseils personnalisés
Pour les chercheurs, leur programme d’intelligence artificielle pourrait à terme aider à estimer les rythmes circadiens de chacun. La connaissance de l’hormone interne pourrait conduire à des conseils de santé totalement personnalisés, par exemple quand et combien de temps dormir.
"Nous sommes enthousiastes, mais prudents quant à notre nouvelle approche de prédiction du DLMO - car elle est plus pratique et nécessite moins d'échantillonnage que les outils actuellement disponibles. Bien que notre approche doive être testée sur différentes populations, elle pourrait ouvrir la voie à l'optimisation des traitements pour les troubles du rythme du sommeil liés au cycle circadien et la récupération des blessures", indique la Pr Skene.
"Les appareils intelligents et portables offrent des conseils utiles sur les habitudes de sommeil - mais nos recherches ouvrent la voie à des plans de sommeil et de repas véritablement personnalisés, alignés sur notre biologie personnelle, avec le potentiel d'optimiser la santé et de réduire les risques de maladie grave associés à un mauvais sommeil et une mauvaise alimentation", ajoute l'experte.