Si vous entraînez un chien, il sera capable de détecter efficacement une maladie par l’odeur caractéristique qu’elle dégage. Depuis longtemps, les chercheurs espèrent parvenir à reproduire la prouesse à l’aide d’un nez artificiel. La difficulté : réussir à interpréter les odeurs aussi efficacement que les chiens. Des scientifiques proposent aujourd’hui de compter pour cela sur l’apprentissage automatique.

Il y a quelques jours, des vétérinaires allemands annonçaient avoir entraîné des chiens à la détection d’une infection au coronavirus SARS-CoV-2SARS-CoV-2 responsable de la pandémiepandémie de Covid-19Covid-19 avec une efficacité de 94 %. La France, elle, avançait une efficacité de 95 %. Et aujourd'hui, des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT, États-Unis) disent avoir mis au point un système capable de rivaliser en la matièrematière avec l'efficacité du neznez d'un chienchien.

Pourquoi chercher à automatiser ainsi les capacités olfactives du nez et du cerveaucerveau du chien ? À la fois parce qu'il faut du temps pour former les chiens à la détection des maladies et parce que la disponibilité de ces chiens reste malgré tout limitée.

Le saviez-vous ?

Cela fait une quinzaine d’années que les chercheurs savent que les chiens sont capables de détecter différents types de maladies. Des cancers, notamment. Et ce de manière précoce – avant même les technologies de laboratoire – et précise. Concernant le cancer de la prostate, par exemple, les études montrent que les chiens sont capables de le détecter en reniflant des échantillons d’urine dans 99 % des cas.

Le système présenté par les chercheurs du MIT est sensible au contenu chimique et microbien d'un échantillon d'airair. Il intègre des récepteurs olfactifs de mammifèresmammifères stabilisés pour agir comme des capteurscapteurs. Les flux de données qu'ils reçoivent sont traités en temps réel. Et grâce à des algorithmes avancés, développés grâce à l'apprentissage automatique, il pourrait potentiellement détecter les premiers signes d'une maladie.

Les chercheurs du <em>Massachusetts Institute of Technology</em> (MIT, États-Unis) ont développé une sorte de nez de chien artificiel. Ils espèrent pouvoir le miniaturiser jusqu’à pouvoir l’intégrer dans nos téléphones portables. © <em>Massachusetts Institute of Technology</em>
Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT, États-Unis) ont développé une sorte de nez de chien artificiel. Ils espèrent pouvoir le miniaturiser jusqu’à pouvoir l’intégrer dans nos téléphones portables. © Massachusetts Institute of Technology

Le défi : interpréter les odeurs comme les chiens

Des tests menés en parallèle avec des chiens renifleurs et avec le système automatisé du MIT ont abouti à des taux de réussite similaires, de plus de 70 %, sur des échantillons d'urine provenant de cas confirmés de cancer de la prostatecancer de la prostate. En réalité, le système de détection est 200 fois plus sensible que le nez du chien. Mais il était aussi jusque-là, « 100 % plus stupide » lorsqu'il s'agissait d'interpréter les résultats.

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C'est sur ce point que les chercheurs comptent sur l'apprentissage automatique. Dans l'espoir que le système trouve lui-même les modèles que les chiens ont déjà trouvés, mais que les Hommes n'ont pas encore pu percer à jour. Car lorsque nos moyens les plus poussés analysent des échantillons correspondants à des personnes atteintes de cancers de la peaucancers de la peau, du sein ou du poumonpoumon, nous ne trouvons rien de comparable. Les chiens, eux, semblent percevoir quelque chose qui nous échappe encore.

Les chiens ne connaissent rien à la chimie

« Les chiens ne connaissent rien à la chimiechimie. Ils exploitent une sensation », précise Andreas Mershin dans un communiqué du MIT. Et il faudra encore du temps et beaucoup d'échantillons analysés pour que le système automatique mis au point par les chercheurs devienne totalement efficace. Sans compter le fait que, pour l'intelligence artificielle, l'apprentissage pourrait se voir compliqué par des échantillons labellisés négatifs par un laboratoire qui n'aurait pas détecté la présence d'un cancer à un stade extrêmement précoce.