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Je crois que nous pouvons à la fois
éclaircir les mystères de l'univers
tout en sauvant des vies humaines
au moyen de la recherche interdisciplinaire.
Et aujourd'hui, je vais vous raconter
une histoire, mon histoire, qui a croisé ces chemins.
Et nous commençons dans le reste de supernova Cassiopée A.
C'est l'un des plus récents de notre galaxie, il a à peu près 330 ans.
Une collègue astronome est venue me voir un jour.
Elle avait plus de 8 ans de données magnifiques
et elle essayait de comprendre la structure 3D de cette nébuleuse,
le reste de supernova, mais elle n'avait pas d'outil pour le regarder.
Alors, j'ai regardé ses données avec elle et j'ai dit : « Je crois que je peux t'aider.
Et bien que... Ce sont de vraies données
que vous voyez sur l'écran derrière moi.
C'est la version hollywoodienne,
mais le premier essai que j'ai fait avec elle ressemble plus à ceci.
Et elle a pu faire de nouvelles découvertes sur la façon dont les supernovas explosent
et la façon dont des projectiles explosent à l'intérieur,
en utilisant un programme développé
à l'hôpital Brigham and Women, ici à Boston,
appelé « 3D Slicer, »
développé à l'origine pour étudier des scans de cerveaux
durant la planification des opérations et fournir des images 3D de l'anatomie.
Qui pouvait deviner que notre solution se cachait de l'autre côté de la rivière ?
Aujourd'hui, les gens ne me croient pas quand je leur dis
que l'astronomie et l'imagerie médicale,
ces deux domaines, apparemment si éloignés, sont très similaires.
Bon, on va jouer à un petit jeu que j'aime appeler « Lequel est lequel ? »
J'y joue avec les nouveaux médecins et astronomes avec lesquels je travaille.
Je vais vous montrer deux images à l'écran.
L'une d'elles est biomédicale et l'une d'elles est astronomique
et vous devrez choisir correctement dans votre tête.
Voici la première paire.
Donc, je répète, l'une a trait au biomédical et l'autre à l'astronomie.
Je vous donne une seconde pour faire votre choix dans votre tête.
Il se trouve que sur l'image de gauche
on a des données brutes du rémanent de supernova
que nous regardions tout à l'heure et à droite nous avons
l'angiographie d'un cœur et de ses artères coronaires.
Bon, on en essaie un autre.
Celui-ci ressemble plus à mon travail de tous les jours.
Dites-moi lequel est lequel ?
Et l'un d'entre eux mesure à peine quelques millimètres
alors que l'autre fait des milliards de kilomètres.
Donc, il se trouve que celui de gauche
est l'image d'une cornée humaine obtenue avec un microscope confocal ,
et qu'à droite, nous avons une image radiotélescopique
de la région NGC-1333 où naissent des étoiles.
Et indépendamment du fait que ces images se ressemblent
et que le travail des scientifiques, à la recherche d'une tumeur dans le cerveau d'un patient
ou d'une jeune étoile naissante, est similaire,
la façon dont les données arrivent de la machine
ou du téléscope est remarquablement similaire.
Ici, vous avez un scanner IRM,
et si vous n'avez jamais vu les données brutes
du cerveau d'un patient, voilà à quoi ça ressemble.
Lorsqu'un scanner IRM récolte des données,
il le fait par tranches et vous pouvez voir le nez du patient,
ses yeux, ça avance vers le milieu de la tête,
on commence à voir le cortex, puis
ça va jusqu'à l'arrière du cerveau.
Et croyez-le ou pas, les télescopes
et particulièrement les radiotélescopes fonctionnent de la même manière.
Si nous devions regarder les données brutes de ces télescopes,
nous allons regarder la nébuleuse nommée M16,
et le radio télescope commence à l'avant de la nébuleuse,
puis progresse vers le milieu de la nébuleuse
comme tout à l'heure vers le milieu du cerveau du patient
et tous ces points brillants sont les endroits où de jeunes étoiles se forment,
et on continue jusqu'à l'arrière de la nébuleuse,
comme vers l'arrière de la tête du patient.
Les médecins ont la possibilité de prendre ces données
et de les regarder en 3 dimensions pour planifier leurs opérations.
Là, c'est la pointe du progrès, le mieux que l'on puisse avoir
si on est astronome et c'est ça qu'ils doivent regarder
pour comprendre la structure 3D et la dynamique de notre univers.
Mais nous pouvons faire mieux.
Vous connaissez peut-être mieux cette nébuleuse sous cette forme-là :
la fameuse image de Hubble des Piliers de la Création ou la nébuleuse de l'Aigle.
Et je vais vous donner l'image radio,
la couleur de fond est artificielle,
et faire disparaître l'image d'Hubble que vous connaissez.
Et nous ne sommes pas obligés de le regarder en 3D, nous le regardons en 2D,
et pour faire ça, j'utilise un outil de radiologie appelé OsiriX.
Quand j'ai montré ceci à l'astronome Marc Pound,
dont ce sont les données, il n'en revenait pas,
parce qu'il avait tellement travaillé pour étudier
l'impact d'un jeune groupe d'étoiles et il avait une théorie
qui disait qu'il y a du vent qui percute et bouscule les piliers
et ça lui a pris des mois pour le démontrer
avec une visualisation conventionnelle. Et d'un seul coup,
on peut voir la vague de choc du vent qui souffle
sur le côté gauche de l'écran.
À aucun moment, ni moi, ni mes collaborateurs
n'avons imaginé jusqu'où cela nous mènerait.
En utilisant la technologie médicale pour l'astronomie
et l'astronomie pour le médical, nous avons réussi à trouver
de nouvelles étoiles et de nouveaux restes de supernovas
et nous avons révolutionné la façon de faire des diagnostics cardiaques
et d'examiner les données de différents patients
pour les organiser en cartographies.
Je n'ai pas le temps de vous montrer tous ces grands projets.
Mais je vais vous en montrer un.
Il s'agit d'une collaboration sur laquelle je travaille
qui s'appelle le projet d'hémodynamique multi-échelle,
où je travaille avec les médecins de l'hôpital Brigham & Women.
Il s'agit d'une nouvelle façon de faire
des diagnostics de maladies cardiaques. Et à la place
des angiographies invasives conventionnelles, on ne fait qu'une tomodensitométrie
et là, vous voyez les coronaires.
Donc, on a le coeur
et les artères s'enroulent à l'extérieur.
Ce sont ces artères dont nous avons peur qu'elles se bloquent,
qu'elles provoquent une attaque cardiaque et qu'elles nous tuent.
C'est donc très important de les regarder.
Voilà une tomographie d'un patient
avec une simulation de flux sanguin, c'est la couleur là en-haut.
À l'origine, cette simulation a été développée
pour étudier la structure de l'ADN
et la visualisation a été faite avec un outil nommé Visit,
développé pour des simulations en physique. Interdisciplinaire.
Ma tâche était de trouver une nouvelle façon
de le regarder, de l'optimiser
pour les médecins et l'hôpital : comment le rendre
le plus efficace possible pour faire un diagnostic.
Et je leur ai amené cette image.
Elle est en 2D, j'ai pris toute l'artère et j'ai tout aplati
en 2 dimensions. On m'a jeté des regards interrogatifs
quand j'ai montré ça aux médecins, au début, mais je me suis inspirée
de mon travail en astronomie pour cette représentation.
Nous avions utilisé les schémas arborescents du bas
pour comprendre la structure des nébuleuses.
Pour ce travail, nous nous sommes inspirés
des travaux autour de la bio-informatique et du génome
où ils utilisent ces diagrammes arborescents pour comprendre
leurs données en expression génique.
Eux-mêmes se sont inspirés des biologistes de l'évolution
qui utilisent les diagrammes arborescents pour comprendre
comment les espèces évoluent et comment elles sont liées ;
le tout premier a été dessiné par Sir Charles Darwin
et voici un exemple tiré de De l’origine des espèces.
Donc, de Darwin en passant par la biologie, la physique,
l'astronomie et jusqu'à l'imagerie médicale. Interdisciplinarité.
On peut se demander si la représentation en 2D est meilleure.
Une étude de la faculté de médecine d'Harvard
a voulu répondre à cette question.
Et il s'avère que si vous présentez l'image de gauche
à des médecins, en moyenne, ils trouvent à peu près 39 %
des régions à haut risque,
qui pourraient exploser ou bloquer votre cœur et vous tuer.
Avec celle de droite, on peut faire un peu mieux
et ils sont capables de trouver 62 % des régions à haut risque.
Mais on peut faire encore mieux
simplement en changeant les couleurs.
Donc, la palette de couleurs est le péché de nombreux médecins,
astronomes et physiciens,
ce qui ne met pas en évidence les grandes qualités de notre système visuel.
L'être humain peut voir la variation de luminosité, le contraste,
mais ne fait pas bien la différence entre ce qui est rouge, jaune, bleu.
Mais si on regarde des dégradés de rouge et qu'on souligne
les régions les plus malades en rouge foncé,
alors, les médecins trouvent 91 % des régions à haut risque,
simplement en changeant les couleurs. (Applaudissements)
Et je n'aurais jamais su l'importance de la couleur
sans mes collaborateurs spécialisés en informatique et en visualisation
qui me l'ont montrée. Encore une fois,
interdisciplinarité et collaboration.
Mais comment arrive-t-on à une telle collaboration ?
Dans le cas de la médecine astronomique,
ça a commencé avec une professeure d'astronomie à Harvard, Alyssa Goodman,
qui a heureusement rencontré un spécialiste en informatique
et en imagerie de l'hôpital de Brigham & Women
et ensemble, ils ont recruté une jeune étudiante
très aventureuse et à l'esprit ouvert.
Et à partir de là, ça a explosé et nous avons attiré des cardiologues,
des informaticiens, des radiologues,
des astronomes, des physiciens, des chimistes, des physiciens théoriciens...
Je veux dire, nous avons rassemblé tellement de gens
et ça a été tellement enrichissant de partager ces domaines
et ces informations par-dessus les frontières.
Et nous continuons et bien que
la plupart des gens à l'écran
viennent de Harvard ou de Harvard Med,
nous atteignons maintenant d'autres institutions et d'autres continents pour travailler ensemble.
Et je ne peux dire qu'une chose, ça a été merveilleux,
nous continuons à faire de nouvelles découvertes.
Et je vous encourage vivement
à suivre des conférences qui n'appartiennent pas à votre domaine,
à lire des livres et des journaux d'une autre discipline,
à regarder des conférences TED et à assister à des événements comme celui-ci,
à dire bonjour à votre voisin,
parce que vous ne savez jamais vraiment
d'où viendra votre prochaine grande idée.
Merci,
(Applaudissements)