L’intelligence artificielle au service du repérage du trouble développemental du langage

Par UdeMnouvelles
En 5 secondes Au CHU Sainte-Justine, une équipe explore le potentiel de l’intelligence artificielle pour dépister plus tôt le trouble développemental du langage chez les enfants, quelle que soit leur langue.
Cette approche pourrait contribuer à réduire les risques d’erreurs de diagnostic lorsque l’orthophoniste n’est pas spécialiste de la langue maternelle de l’enfant.

Le trouble développemental du langage (TDL) touche des enfants de toutes les origines linguistiques, mais son repérage demeure un défi, particulièrement lorsque les outils d’évaluation ne sont pas adaptés à la langue parlée par l’enfant. À l’occasion de la Semaine québécoise du trouble développemental du langage, le Centre de recherche Azrieli du CHU Sainte-Justine, un établissement de Santé Québec, met en lumière les travaux de l’équipe du chercheur Selçuk Guven, qui explorent le potentiel de l’intelligence artificielle (IA) pour analyser la parole des enfants et soutenir le dépistage précoce du TDL, peu importe la langue utilisée. 

Conçus en étroite collaboration avec le Regroupement TDL Québec et la clinique d’orthophonie du CHU Sainte-Justine, ces outils visent à rendre l’évaluation plus accessible, plus efficace et mieux adaptée à la diversité linguistique du Québec et d’ailleurs au Canada.

Écouter au-delà des mots

Au sein du Laboratoire sur la cognition, les troubles du langage oral et écrit et l’IA (COALab), le chercheur et son équipe, dont fait partie le doctorant Qiwei Pan, qui consacre sa thèse à cet axe de recherche, élaborent des algorithmes capables d’analyser des enregistrements vocaux d’enfants avec et sans TDL. Comme la parole et le langage évoluent rapidement au cours de l’enfance, l’équipe étudie aussi comment les performances de ces algorithmes varient selon l’âge et adapte ses modèles aux différentes étapes du développement. 

«Les systèmes actuels reconnaissent encore difficilement la parole des jeunes enfants et peuvent être encore moins fiables lorsque leur parole ou leur langage présente des caractéristiques atypiques. Nous cherchons donc à adapter ces technologies au développement de l’enfant afin qu’elles puissent transcrire et analyser plus fidèlement la parole des enfants présentant un TDL et, ultimement, mieux soutenir leur repérage et leur évaluation clinique», explique Selçuk Guven, également professeur à l’École d'orthophonie et d'audiologie de l’Université de Montréal.

L’IA examine non seulement des aspects linguistiques comme la syntaxe et la sémantique, mais aussi des caractéristiques acoustiques de la parole, telles que le débit, les pauses, la fréquence des hésitations ou l’utilisation de mots de remplissage. Ensemble, ces indices permettent de mieux caractériser les particularités du langage de l’enfant et peuvent révéler des difficultés qui transcendent les particularités propres à chaque langue.

«Actuellement, les tests utilisés en orthophonie évaluent surtout les éléments de langage, mais nos études montrent qu’on a avantage à porter plus d'attention aux éléments non linguistiques, mentionne le chercheur. Et la bonne nouvelle, c’est que ces éléments peuvent s’appliquer peu importe la langue qui est parlée.»

L’objectif n’est pas d’automatiser le diagnostic, mais d’aider les cliniciennes et cliniciens à extraire, mesurer et intégrer davantage d’informations à partir de la parole de l’enfant. L’interprétation clinique et le diagnostic demeurent entièrement entre les mains des orthophonistes. Les algorithmes servent plutôt à mettre en évidence des «drapeaux rouges» et à orienter les investigations vers les aspects qui méritent une attention particulière.

S’adapter à la diversité linguistique

Cette approche pourrait également contribuer à réduire les risques d’erreurs de diagnostic lorsque l’orthophoniste n’est pas spécialiste de la langue maternelle de l’enfant. Elle revêt une importance significative pour les langues qui disposent de peu de ressources ou d’outils d’évaluation.

Bien que les recherches du COALab portent principalement sur des enfants francophones et anglophones, l’équipe étend progressivement ses recherches aux langues minoritaires parlées au Québec et ailleurs au Canada, y compris les langues autochtones comme l’inuktitut, ainsi que certains dialectes arabes, dont le tunisien. À plus long terme, l’ambition est de créer des algorithmes performants dans différentes langues tout en démontrant leur fiabilité dans chacun des contextes linguistiques visés.

Les résultats obtenus jusqu’à présent sont encourageants. Dans le cadre d’un projet pilote, l’équipe a recueilli des données audios dans plusieurs langues. Les algorithmes ont ensuite été capables de relever des signes potentiels de TDL, même dans des langues qui n’avaient pas été utilisées lors de leur entraînement initial.

Ces premiers résultats laissent entrevoir la possibilité de concevoir des outils capables de soutenir l’évaluation des enfants dans une grande variété de contextes linguistiques tout en limitant la dépendance à des tests spécifiquement conçus ou validés pour une langue donnée. L’équipe espère intégrer cet outil à la clinique d’orthophonie du CHU Sainte-Justine au cours de la prochaine année afin d’en valider l’efficacité.

Vers un repérage encore plus précoce

Au-delà de l’analyse de la parole, l’équipe du COALab examine déjà d’autres avenues pour favoriser un dépistage encore plus hâtif du TDL. La prochaine étape consistera à examiner si certaines caractéristiques de l’activité cérébrale chez les enfants d’âge préscolaire peuvent aider à prédire l’apparition de difficultés langagières ultérieures. Ce projet est mené par la doctorante Farhan Jahan, dont la thèse porte sur l’étude de marqueurs neuronaux précoces du TDL, particulièrement chez les enfants bilingues d’âge préscolaire. En combinant l’imagerie cérébrale et l’apprentissage automatique, ses travaux complètent ceux sur les enregistrements vocaux et permettent d’explorer comment différentes sources de données peuvent contribuer à mieux comprendre les trajectoires développementales associées au TDL.

Ce programme de recherche bénéficie d’une subvention pour les nouveaux chercheurs en santé des enfants et des jeunes de la Fondation SickKids, des Instituts de recherche en santé du Canada et de l’Institut du développement et de la santé des enfants et des adolescents.

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