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Atelier 02 de 16h00 à 18h00
Maladies transmissibles ou troubles de la vision:
évaluation, compréhension, correction et contrôle avec l’apport de la modélisation et du calcul.
Présidé par Philippe Gesnouin, Project Officer EIT Health and EIT Digital, Inria
et Richard Bosmans, Directeur des Partenariats et Financements Externes de la R&D, Essilor International
Modélisation en neurosciences de la vision et épidémiologie neuro-computationnelle
Par Angelo Arleo, Directeur de recherche, CNRS
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La combinaison de données expérimentales et de données issues de la modélisation computationnelle permet de relier les mécanismes multiniveaux du système visuel (p.ex., des processus neuroanatomiques aux processus fonctionnels). Cet exposé présentera certains de nos modèles théoriques et computationnels qui complètent nos travaux empiriques sur le vieillissement visuel. Cette approche en deux volets vise à générer de nouvelles connaissances et des prédictions testables sur d'éventuels biomarqueurs de discontinuités du vieillissement sain au vieillissement pathologique.
Nous avons inscrit tous nos modèles computationnels au sein de la plateforme Aging Human Avatar, un outil open source pour simuler le comportement humain dépendant de la vision. Basé sur l’infographie 3D et mis en œuvre sous la forme d'une architecture modulaire ROS, l'Avatar humain interagit avec son environnement grâce à la détection active et à la locomotion. Il perçoit le monde et acquiert des représentations visuo-spatiales grâce à une série de modèles neuromimétiques qui fonctionnent en parallèle: à partir d'un prétraitement visuel effectué par un réseau rétinien à grande échelle qui émule les réponses des cellules ganglionnaires rétiniennes; à l'adaptation du réflexe vestibulaire-oculaire dépendant du cervelet qui stabilise la vision pendant le mouvement de la tête; au comportement spatial basé sur le codage spatial dépendant de l'hippocampe et la navigation orientée vers un but.
Ces modèles reposent tous sur des données issues des évaluations cliniques et neuro-psychophysiques des participants de notre cohorte SilverSight (~350 sujets). La boucle action-perception de l'Avatar humain peut être déterminée à partir de données biométriques (p.ex., la dynamique du regard, de la tête et du corps) enregistrées lors de nos expériences comportementales. Les troubles visuels (p. ex., déformations optiques, dégénérescences de la rétine) gênant le comportement visuo-spatial des sujets peuvent également être simulés. Par conséquent, le Aging Human Avatar fournit un outil de type « jumeau numérique » qui aide à comprendre les changements liés à l'âge sur une base individuelle. Il permet de simuler des études transversales et longitudinales à grande échelle, ce qui est utile pour expliquer les écarts entre les données épidémiologiques humaines en termes de variabilité interindividuelle au cours du vieillissement normal et / ou pathologique.
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Biographie : Angelo Arleo est Directeur de Recherche au CNRS et il dirige le laboratoire Vieillissement Visuel et Action à l'Institut de la Vision, Paris. Il est également directeur de la chaire ANR SilverSight (2015-2023), pionnière de la recherche fondamentale sur le vieillissement visuel, l'action et l'autonomie pour favoriser des développements innovants dans le domaine de la santé visuelle. Les recherches d’A. Arleo ont été centrées sur le traitement neuronal sous-jacent l’intégration multisensorielle, l’apprentissage contextuel et les fonctions cognitives. Le transfert de connaissances vers la santé et les applications IT a toujours été au cœur de son travail, et il a interagi avec des partenaires industriels et agi en tant que PI dans de nombreux projets européens impliquant des petites et moyennes entreprises. Il a obtenu son Doctorat ès Sciences à l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), en Suisse, et reçu une formation postdoctorale au Collège de France, Paris. Il a obtenu son Habilitation à Diriger la Recherche en Sciences de la Vie à Sorbonne Université, Paris. Il a été nommé chercheur titulaire CNRS en 2007 et promu Directeur de Recherche en 2012. Il a rejoint l'Institut de la Vision en 2014 pour mettre en œuvre un nouveau programme de recherche alliant recherche fondamentale, évaluation clinique et développements innovants, en bénéficiant du partenariat académique-industriel entre l’Institut de la Vision et le groupe Essilor. |
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