Recherche sur la petite enfance – Le guide de poche complet

Découvrez comment la recherche sur la petite enfance évolue grâce à des biocapteurs qui surveillent la fréquence cardiaque, l’activité cérébrale, les mouvements oculaires et le comportement, permettant ainsi de mieux cerner le développement précoce, les risques pour la santé et les interactions entre parents et nourrissons d’une manière que l’observation traditionnelle ne permet pas.

Introduction

Ce guide offre un aperçu précieux des principes fondamentaux et des avancées récentes de la recherche sur la petite enfance utilisant la technologie des biocapteurs. Que vous soyez un chercheur expérimenté ou un novice dans ce domaine, il vous fournit des informations utiles pour vous aider à améliorer vos travaux de recherche.

Ce guide commence par un aperçu de la santé des nourrissons et des étapes clés de leur développement, suivi d’exemples concrets illustrant comment les chercheurs utilisent les biocapteurs pour étudier des sujets allant des interactions entre parents et nourrissons à la prédiction de la septicémie. Il aborde ensuite les biocapteurs spécifiques utilisés dans la recherche sur les nourrissons et explore les dernières avancées en matière de technologies de biocapteurs pour nourrissons.

Bien que la recherche sur les nourrissons connaisse un essor rapide, elle pose encore de nombreux défis aux chercheurs. Ce guide aborde les défis les plus courants dans ce domaine et présente les solutions proposées par iMotions, qui sert de plateforme pour faire progresser la recherche sur les nourrissons grâce à des technologies de biocapteurs de pointe. Nous concluons par un aperçu de l’avenir de la recherche sur les biocapteurs chez les nourrissons.

Notre objectif est de vous proposer des mesures concrètes pour intégrer ou faire progresser la technologie des biocapteurs dans vos projets de recherche sur la petite enfance.

Développement et santé du nourrisson

Selon le Centre pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), le terme « nourrisson » désigne un enfant au cours de sa première année de vie (CDC). Il s’agit toutefois d’une définition assez large, et il n’est pas rare que les experts et le grand public utilisent le terme « nourrisson » pour désigner les enfants jusqu’à l’âge de deux ans. Après leur première année de vie, ou lorsque l’enfant apprend à marcher, ils entrent dans la petite enfance. Le tableau 1 présente un aperçu des termes utilisés pour décrire les groupes d’âge des jeunes enfants et des enfants à naître. 

Terme	Tranche d’âge
Fœtus	Tout au long de la grossesse, qui dure généralement entre 39 et 40 semaines environ
Nouveau-né	Jour 0 à 28 après la naissance*Remarque : si l’enfant est né avant 37 semaines d’âge gestationnel (AG), il est considéré comme prématuré jusqu’à ce qu’il atteigne le seuil des 37 semaines d’âge gestationnel
Nourrisson	Jour 0 – 12 mois
Tout-petit	1 à 3 ans

Tableau 1 : Aperçu des termes utilisés pour désigner les fœtus et les jeunes enfants. Veuillez noter que ces termes sont définis de manière assez vague et qu’ils ne sont pas toujours utilisés dans le sens décrit ici. Source : CDC, Wikipédia. 

Santé du nourrisson et étapes clés du développement

Les nourrissons connaissent un développement rapide, qui s’accompagne de changements rapides au niveau de leur corps et de leurs capacités. La section suivante présente un aperçu des indicateurs de santé et des étapes clés du développement généralement observés et mesurés dans le cadre de la recherche sur les nourrissons.

Indicateurs de santé infantile

Pour évaluer, surveiller et prendre en charge la santé des nourrissons, il est important de connaître leurs valeurs physiologiques normales. Par rapport à celles des adultes, les mesures chez les nourrissons sont très différentes. Ce tableau donne un aperçu des mesures moyennes auxquelles on peut s’attendre chez un nourrisson. 

	Nourrisson	Adulte
Fréquence cardiaque au repos, en état de veille (battements par minute, bpm)	0 à 1 mois : 70 à 190 bpm 1 à 11 mois : 80 à 160 bpm (Kilinc & Snyder, 2020)	60 à 100 bpm (à noter que chez les athlètes bien entraînés, la fréquence cardiaque au repos peut descendre jusqu’à 40 bpm) (Levine, 2023)
Variabilité de la fréquence cardiaque (millisecondes, ms)	Il n’existe pas de consensus clair quant à la VRC moyenne chez les nourrissons* (Latremouille et al., 2021 ; Oliveira et al., 2019 ; Mehta et al., 2022).	42 ms, intervalle normal : 19-75 ms (Lee, 2024 ; King, 2024)
Pression artérielle (pression artérielle diastolique, mmHg)	Nouveau-né : 64/41 mm Hg ; 1 à 12 mois : 95/58 mm Hg (Mount Sinai, s.d.)	120/80 mm Hg (CDC, 2024)
Température corporelle (en degrés Celsius, °C)	0 à 12 mois : 36,7 à 37,3 °C (Healthline, 2024)	37 C (Healthline, 2024)
Fréquence respiratoire (respirations par minute, r/min)	0 à 6 mois : 30 à 60 bpm 6 à 12 mois : 30 à 50 bpm (Healthline, 2022 ; Reuter et al., 2014)	12 à 20 battements par minute (Healthline, 2022)

Tableau 2 : Aperçu des paramètres physiologiques moyens chez les nourrissons et les adultes. Il convient de noter que la variabilité de la fréquence cardiaque (VFC) est exprimée sous forme d’écart-type de tous les intervalles RR « normal à normal » (NN), la mesure de la VFC dans le domaine temporel la plus couramment utilisée (Kleiger et al., 2005).

*D’une étude à l’autre, les résultats concernant la VRC chez les nourrissons varient (Claiborne et al., 2023 ; Latremouille et al., 2021 ; Chiera et al., 2020 ; Mehta et al., 2002). Lorsque vous menez vos recherches, il est important de tenir compte de ces différences. 

L’une des principales raisons expliquant la différence entre les indicateurs de santé des nourrissons et ceux des adultes réside dans le fait que le système nerveux autonome (SNA), qui contrôle le fonctionnement du cœur et d’autres organes vitaux, n’est pas encore pleinement développé (Chiera et al., 2020). En effet, au cours des premières 24 heures de la vie d’un nourrisson, plusieurs paramètres du SNV changent de manière significative, notamment la fréquence cardiaque et la variabilité de la fréquence cardiaque (Chiera et al., 2020).

Le système nerveux autonome (SNA) continue de se développer au cours des deux premières années de vie, contribuant ainsi à des changements naturels importants des marqueurs physiologiques pendant cette période (Chiera et al., 2020). Il est également important de garder à l’esprit que les nourrissons sont facilement influencés par leur environnement extérieur, de sorte que de légères variations de température peuvent avoir un impact mesurable sur leur activité physiologique (Chiera et al., 2020).

Étapes clés du développement du nourrisson

Grâce aux progrès de la médecine, de nombreux nourrissons dans les pays riches survivent aujourd’hui et échappent à des maladies autrefois mortelles. Ces avancées ont permis de se concentrer sur d’autres problèmes de santé, tels que les troubles sensoriels (par exemple, la surdité), les retards de développement neurologique et les troubles du spectre autistique. La compréhension des étapes clés du développement du nourrisson a permis aux chercheurs et aux cliniciens de détecter précocement les anomalies de développement, ce qui favorise une intervention rapide. Le tableau ci-dessous présente un aperçu général des étapes clés du développement auxquelles on s’attend généralement au cours de la première année de vie d’un enfant.

Types de développement	Étapes clés (liste non exhaustive)	Références et informations complémentaires
Cognitif	Comprend la causalité et la permanence des objets	Malik et Marwaha, 2023 ; Étapes clés du développement selon le CDC | CDC
Communication	Prononciation de voyelles clairesBabillement typique, par exemple « baba », « mama »Commence à produire des sons ayant un sensAime qu’on lui fasse la lectureRegarde ou se tourne vers un nouveau sonRéagit lorsqu’on l’appelle par son prénomImitation	Kuhl & Meltzoff, 1996 ; Étapes clés du développement de la parole et de l’audition en fonction de l’âge – Stanford Medicine Children’s Health
Visuel	Coordination œil-main ; Capacité à distinguer deux objets dans son champ visuel ; Perception de la profondeur	La vision chez le nourrisson : de la naissance à 24 mois | AOA
Fonctions motrices	RamperMarcher (en s’aidant des meubles)Prendre des objets entre les doigtsSe mettre debout en s’aidant	Adolph & Hoch, 2019 ; Adolph & Franchak, 2017

Tableau 3 : Aperçu non exhaustif des étapes clés du développement d’un nourrisson au cours de ses 12 premiers mois de vie

Il est essentiel de souligner que, pendant la petite enfance, les capacités cognitives, communicatives et sensorielles évoluent rapidement. Prenons l’exemple du développement vocal. À la naissance, les cordes vocales des nourrissons s’apparentent davantage à celles des primates non humains, mais à six mois, des changements significatifs se produisent, conduisant à un tractus vocal plus proche de celui des adultes (Kuhl & Meltzoff, 1996). Cette restructuration améliore le contrôle moteur et élargit la gamme vocale. Lors de la recherche sur les nourrissons et les stimuli ou interventions potentiels, il est essentiel de tenir compte de ces changements rapides dans le développement.

Un autre facteur déterminant est l’exposition à l’environnement et l’apprentissage. Les nourrissons imitent naturellement les sons qu’ils entendent, un processus essentiel à l’acquisition du langage (Kuhl & Meltzoff, 1996). Cela signifie qu’ils s’adaptent à leur environnement, finissant par parler comme des « locuteurs natifs ». Ainsi, lorsque l’on étudie les nourrissons, il faut tenir compte de l’impact profond de leur environnement extérieur, qu’il est par nature difficile de contrôler.

Histoire de la recherche sur la petite enfance 

Au fur et à mesure que les connaissances médicales se développaient au cours du XIXe siècle, on a pris de plus en plus conscience de l’importance de soins spécialisés pour les nourrissons et les enfants. Les médecins ont commencé à saisir les différences significatives en matière de physiologie, d’anatomie et de schémas pathologiques entre les enfants et les adultes. Cette préoccupation croissante pour la santé et le bien-être des nourrissons et des enfants a abouti à la création de l’American Pediatric Society en 1888, qui continue de jouer un rôle de premier plan dans les milieux de la recherche et des soins pédiatriques actuels. Cependant, ce n’est qu’au début et au milieu du XXe siècle que les recherches scientifiques systématiques et rigoureuses sur la petite enfance ont pris de l’ampleur.

Dans les années 1920, les psychologues ont commencé à mettre en lumière de nouvelles perspectives sur le développement cognitif des nourrissons et des jeunes enfants. Des personnalités éminentes telles qu’Arnold Gesell, Jean Piaget et Lev S. Vygotsky ont mené des observations continues, un suivi minutieux et des expériences comportementales, apportant ainsi des éclairages essentiels sur la manière dont se développe la psychologie des nourrissons, des tout-petits et des enfants. De même, au milieu du XXe siècle, les psychologues John Bowlby et Mary Ainsworth ont mis en lumière la formation des liens d’attachement entre la mère et le nourrisson, ainsi que leur impact durable sur la santé de l’enfant. Aujourd’hui, les travaux de ces psychologues restent fondamentaux dans l’enseignement universitaire et inspirent une grande partie des cadres thérapeutiques et de recherche existants.

L’intégration des biocapteurs dans la recherche sur la petite enfance est un phénomène relativement récent, apparu à la fin du XXe siècle et au début du XXIe siècle. Cette intégration a fourni aux chercheurs de nouveaux outils leur permettant de surveiller divers aspects de la physiologie et du comportement des nourrissons avec plus de précision et, dans certains cas, de manière non invasive. Alors que les premiers psychologues de la petite enfance et de l’enfance s’appuyaient exclusivement sur l’observation et la surveillance, l’utilisation des biocapteurs a permis d’approfondir notre compréhension du développement du nourrisson.

Par exemple, les biocapteurs permettent de mesurer la variabilité de la fréquence cardiaque, les schémas respiratoires, les cycles veille-sommeil, la température corporelle et même les niveaux de stress chez les nourrissons. Ces informations aident les chercheurs à étudier les liens entre ces paramètres physiologiques et les étapes clés du développement, les résultats en matière de santé et les influences environnementales.

De plus, des biocapteurs ont été intégrés à des dispositifs portables spécialement conçus pour les nourrissons, tels que des vêtements connectés et des patchs. Ces biocapteurs portables permettent une surveillance continue des signes vitaux et des schémas de mouvement des nourrissons, fournissant ainsi des informations précieuses sur leur santé et leur développement, tant en milieu clinique qu’à domicile. Dans l’ensemble, l’intégration des biocapteurs dans la recherche sur les nourrissons constitue une avancée significative, offrant aux chercheurs de nouvelles possibilités d’étudier la physiologie, le comportement et le développement des nourrissons avec une précision et une profondeur accrues.

Exemples d’application de la recherche sur les nourrissons à l’aide de biocapteurs

Les chercheurs actuels étudient un large éventail de thèmes liés à la petite enfance, allant des maladies infectieuses au développement cognitif, en passant par les styles d’attachement parent-enfant. Nous proposons ci-dessous une brève revue de la littérature portant sur une sélection de cas d’application de la recherche sur la petite enfance. Veuillez vous reporter au tableau 4 pour en savoir plus sur d’autres thèmes de recherche dans ce domaine utilisant des biocapteurs.

Prédiction et détection de la septicémie et du syndrome de mort subite du nourrisson (SMSN)

La septicémie est une infection bactérienne pouvant entraîner une défaillance organique, tandis que le syndrome de mort subite du nourrisson (SMSN) désigne le décès inexpliqué, généralement pendant le sommeil, d’un bébé de moins d’un an. Les taux de mortalité liés à la septicémie et au SMSN restent élevés, le SMSN étant particulièrement imprévisible. Des chercheurs ont utilisé des biocapteurs pour surveiller les nourrissons à l’hôpital et à domicile afin de détecter les premiers signes du SMSN ou de détresse due à la septicémie (Chiera et al., 2020 ; Kumar et al., 2020). 

Dans le cas du SMSN, des études ont montré que, quelques heures avant la survenue du SMSN, le nourrisson présente une baisse mesurable de sa fréquence cardiaque et de sa variabilité de la fréquence cardiaque (VFC). Grâce à la PPG (photopléthysmographie, une méthode permettant de mesurer les variations du volume sanguin sous la peau) par vidéo, un capteur sans contact et, dans certains cas, même à distance, les scientifiques sont désormais en mesure de surveiller en continu et en temps réel la fréquence cardiaque d’un nourrisson afin de détecter les premiers signes du SMSN (Zhao et al., 2016 ; Zhao et al., 2013).

De même, une étude s’appuyant sur la surveillance de la fréquence cardiaque, des mouvements et de la respiration a mis en évidence des changements significatifs au cours des 24 heures précédant le diagnostic d’une septicémie tardive (Joshi et al., 2020). En particulier au cours des six dernières heures, les chercheurs ont constaté un ralentissement marqué de la fréquence cardiaque, une instabilité respiratoire accrue et une diminution des mouvements spontanés. 

Étant donné que ces variations des signes vitaux des nourrissons peuvent passer inaperçues à l’œil nu ainsi qu’aux outils de surveillance traditionnels des unités de soins intensifs néonatals (USIN), les systèmes de biocapteurs s’avèrent être une ressource vitale (Fairchild et O’Shea, 2010). 

Détection précoce des biomarqueurs des troubles du spectre autistique

Selon le Centre pour le contrôle et la prévention des maladies (CDC), on estime qu’un enfant sur six reçoit un diagnostic de trouble neurodéveloppemental, et qu’un enfant sur 36 aux États-Unis est atteint d’un trouble du spectre autistique (TSA).  Bien que tous les groupes raciaux, ethniques et sociodémographiques puissent être touchés par les TSA, les garçons sont quatre fois plus susceptibles que les filles d’en être atteints. Les TSA et d’autres troubles neurodéveloppementaux, tels que le trouble déficitaire de l’attention avec hyperactivité (TDAH), ont connu une augmentation spectaculaire au cours du dernier quart de siècle.

Bien qu’il soit largement reconnu que l’intervention précoce, avant l’âge de 2 ou 3 ans (Institut national de la santé infantile et du développement humain, 2021), est efficace pour améliorer la prise en charge des symptômes et la qualité de vie, les TSA ne sont généralement diagnostiqués qu’à l’âge de 5 ans (Maenner et al., 2023). Ainsi, pour combler ce retard, de plus en plus de recherches se concentrent sur la détection précoce des biomarqueurs des TSA. 

Dans l’une de ces études, des chercheurs ont analysé les schémas de regard de soixante-quatre nourrissons âgés de 10 mois, dont 47 présentaient un risque élevé de développer un TSA, car ils avaient au moins un frère ou une sœur aîné(e) chez qui ce trouble avait été diagnostiqué (Thorup et al., 2016). Chaque nourrisson, assis sur les genoux de ses parents, était placé devant un oculomètre capable de suivre la direction de son regard. Ils ont constaté que les nourrissons du groupe à haut risque présentaient des performances réduites en matière de suivi du regard par rapport aux nourrissons à faible risque (Thorup et al., 2016). Dans une étude similaire portant sur près de 1 500 tout-petits (âge moyen de 2 ans), les chercheurs ont constaté que les nourrissons présentant des symptômes de TSA affichaient des schémas de fixation du regard anormaux (Wen et al., 2022).

De plus, cela correspondait à leur profil clinique (Wen et al., 2022). Des études ont même montré que le comportement visuel enregistré à l’âge de 4 mois à l’aide de l’oculométrie permettait de prédire les fonctions cognitives à l’âge de 3 ans (Kaul et al., 2016). Il est bien connu que les schémas de regard sont altérés chez les personnes atteintes de TSA, mais la majorité de ces données sont recueillies à l’adolescence ou à l’âge adulte (voir par exemple Dalton et al., 2005, Klin et al., 2002 et Ness et al., 2017). Par conséquent, les recherches décrites ci-dessus constituent une avancée cruciale pour l’intervention précoce.

Si l’oculométrie est l’une des technologies les plus couramment utilisées pour évaluer le développement cognitif des nourrissons et des enfants, d’autres capteurs s’avèrent également efficaces. Souvent, ces derniers sont en outre plus pratiques que les appareils d’oculométrie. Une étude a permis de développer une application capable de suivre les mouvements du visage et du regard, la position de la tête et la réalisation de tâches chez des tout-petits âgés de 17 à 36 mois, grâce à des capteurs tactiles et à la détection vocale (Perochon et al., 2023). À partir de ces données, des algorithmes d’apprentissage automatique ont permis de déterminer avec un haut niveau de précision si l’enfant était susceptible de recevoir un diagnostic de TSA (aire sous la courbe (AUC) = 0,90 ; ce qui signifie que l’algorithme distingue correctement les enfants atteints de TSA de ceux qui ne le sont pas dans 90 % des cas).

Ce type de technologie constitue une avancée novatrice pour permettre à une population plus large, qui ne participerait normalement pas ou ne pourrait pas participer à des études de recherche en présentiel, d’accéder à des outils d’aide au diagnostic et de bénéficier de leur diffusion. De plus, un défi souvent négligé réside dans le fait que de nombreuses études traditionnelles n’ont pas inclus les filles et les enfants issus de minorités ethniques, ce qui entrave la capacité des études biométriques à mesurer avec précision le risque de TSA au sein de ces populations. L’algorithme de Perochon et al. a permis de détecter avec précision le statut TSA chez tous les groupes d’enfants en bas âge, indépendamment de leur origine ethnique ou de leur sexe (Perochon et al., 2023).

Comprendre la dynamique parent-enfant

Depuis les années 1950, les chercheurs étudient la qualité, les facteurs et les effets à long terme des relations entre parents et nourrissons. Si la plupart des études se sont concentrées sur la relation mère-nourrisson, de plus en plus d’études s’intéressent désormais également à la relation père-nourrisson. 

Le codage comportemental (l’analyse détaillée des schémas comportementaux) par le biais de la vidéo et de l’observation en direct constitue un outil puissant, mais exigeant en main-d’œuvre, pour comprendre la dynamique parent-nourrisson. Avec l’avènement des outils de biosensorique, la technologie a commencé à compléter le codage comportemental tout en réduisant la charge de travail. À l’aide de lunettes de suivi oculaire montées sur la tête, une étude de petite envergure mais longitudinale portant sur cinq dyades parent-nourrisson (nourrissons âgés de 10 à 15 mois) a permis aux chercheurs d’identifier les facteurs modifiant le contact visuel et la communication par le regard dans leur environnement familial (Yamamoto et al., 2019).

Une autre étude a mis en évidence des corrélats cérébraux spécifiques entre les nourrissons et leurs mères à l’aide d’enregistrements simultanés d’électroencéphalogrammes (EEG) (Endevelt-Shapira et Feldman, 2023). Dans cette étude novatrice, les chercheurs ont mesuré les corrélations dans l’activité cérébrale entre les mères et leurs nourrissons âgés de 5 à 12 mois lors d’interactions en face à face. Les chercheurs ont constaté qu’une sensibilité maternelle plus élevée était positivement corrélée à une plus grande synchronisation cérébrale entre la mère et le nourrisson. En revanche, lorsque les mères obtenaient un score élevé en matière d’intrusion maternelle, les chercheurs mesuraient une coordination inter-cérébrale plus faible. 

Traditionnellement, les études sur l’attachement s’intéressaient à la manière dont le stress du nourrisson influençait la dyade mère-enfant. Une nouvelle étude de 2021 a exploré la relation inverse : que se passe-t-il au niveau du système nerveux autonome du nourrisson lorsque sa mère est en détresse (Mueller et al., 2021) ? L’étude a révélé qu’après un facteur de stress écologique n’affectant que la mère, la fréquence cardiaque du nourrisson et son arythmie sinusale respiratoire (une mesure permettant d’étudier l’activité du système nerveux parasympathique) étaient affectées négativement.

Cette étude suggère que le stress maternel est « perçu » par le nourrisson, même si celui-ci n’en est pas la cible directe. Un facteur de stress dyadique ultérieur (connu sous le nom de « paradigme du visage impassible ») a entraîné une aggravation supplémentaire du dérèglement du SNA chez les nourrissons dont les mères avaient été exposées à un facteur de stress. Cela suggère que lorsque les mères sont déjà stressées, il devient plus difficile pour elles et leurs nourrissons de réguler leur état émotionnel et physiologique. Ce processus, également appelé « co-régulation », est essentiel au développement sain et à long terme du SNA chez les nourrissons. 

Remarque concernant l’utilisation des biocapteurs dans ces études de cas

Dans la plupart des études de cas évoquées ci-dessus, on n’utilise souvent qu’un seul – voire deux – biocapteurs, avec un recours généralisé à l’oculométrie, aux capteurs de fréquence cardiaque et aux capteurs respiratoires. Dans les études plus avancées, il n’est pas rare de trouver des méthodes telles que l’EEG. Cependant, comme l’ont démontré Perochon et al. (2023), le suivi des nourrissons ne doit pas nécessairement se limiter à ce petit nombre de biocapteurs, ni impliquer des capteurs en contact direct avec le corps. 

Les avancées technologiques permettant l’analyse vocale et l’analyse des expressions faciales à partir de vidéos commencent également à être mises à profit dans la recherche sur les nourrissons. L’un des freins à l’application de ces technologies sans contact aux nourrissons réside dans le manque de jeux de données permettant de valider avec précision les paramètres, les bases de données existantes étant principalement constituées de données relatives à des adultes (par exemple, des visages ou des voix d’adultes) (Zaharieva et al., 2024 ; Onal Ertugrul et al., 2022).  Cependant, des groupes de recherche commencent à changer la donne et de nouvelles études ont démontré qu’il était possible de détecter les expressions faciales des nourrissons ainsi que les caractéristiques de leur voix (Onal Ertugrul et al., 2022 ; Li et al., 2021). 

Des études récentes s’attachent en priorité à développer des analyses biométriques multimodales du comportement des nourrissons en combinant plusieurs méthodes simultanées, telles que le codage comportemental, l’EEG, la surveillance de la fréquence cardiaque, la détection des mouvements et la détection de la respiration (Islam et al., 2024 ; Chen et al., 2023). Des approches plus ingénieuses consistent à intégrer des capteurs dans des « vêtements intelligents », c’est-à-dire des vêtements que l’enfant porte (voir par exemple : Islam et al., 2024 et Airaksinen et al., 2020). Il est clair que le paysage technologique des biocapteurs pour nourrissons évolue rapidement et offre un potentiel remarquable pour de nouvelles façons de comprendre le comportement des nourrissons. 

Biocapteurs pour la surveillance des nourrissons

Dans cette section, nous allons nous intéresser aux biocapteurs actuellement disponibles et utilisés pour le suivi des nourrissons. Il est important de noter que ces capteurs font l’objet d’un développement constant, ce qui modifie sans cesse le paysage des biocapteurs disponibles pour la recherche sur les nourrissons. 

Nous commencerons par présenter brièvement les différents biocapteurs actuellement utilisés pour la surveillance des nourrissons, puis nous aborderons les avancées récentes dans ce domaine, qui, selon nous, deviendront la « nouvelle norme » dans les années à venir. 

Les biocapteurs utilisés dans la recherche sur la petite enfance

Le tableau ci-dessous présente un aperçu des biocapteurs pouvant être utilisés pour mesurer différents comportements et paramètres physiologiques chez les nourrissons, ainsi que des exemples d’application et des références pertinentes que vous pouvez consulter pour en savoir plus. Dans la suite de cet article, nous nous intéresserons plus en détail à une partie de ces capteurs.

*La réponse galvanique de la peau (GSR) est également connue sous le nom d’activité électrodermique (EDA). 

Objectif de la mesure	Options en matière de technologie des biocapteurs	Exemples d’utilisation	Références pertinentes
Mouvements du corps	Observation vidéo et codage comportementalAccélérométrieUnités de mesure inertielle (IMU)Capteur de pression	Détection, suivi et prise en charge des crises épileptiquesDéveloppement des fonctions motricesCapacité d’actionComportement pendant le sommeilDétection, suivi et prise en charge des troubles neurodéveloppementaux	Chen et al., 2023 ; Sloan et al., 2023 ; Airaksinen et al., 2020 ; Crespo-Llado et al., 2018 ; Chen et al., 2016 ;
Fréquence cardiaque	Électrocardiographie (ECG)Photopléthysmographie (PPG)Photopléthysmographie vidéo (vPPG)BallistographieAcoustique cardiaque	Syndrome de mort subite du nourrisson (SMSN)SepsisInteractions et liens affectifs entre parents et nourrissonsComportements pendant le sommeilDéveloppement sensoriel Réactivité au stress	Weiss et al., 2024 ; Chen et al., 2023 ; Mueller et al., 2021 ; Joshi et al., 2020 ;  Chiera et al., 2020 ; Zuzarte et al., 2019 ; Zhao et al., 2016 ; Richard et Mosjo, 2004 ; Schechtman et al., 1988 ; Harper et al., 1976
Oxygénation du sang	Oxymétrie de pouls	Détection des maladies cardiaquesFonction respiratoire et développementDétection de l’apnée du sommeil	Govindaswami et al., 2012 ; Carbone et al., 1999 ; Loscher et al., 1990
Respiration	Oxymétrie de poulsCapteurs de pression barométriqueCapteur piézoélectriquePléthysmographie inductive respiratoire (RIP)	Détection de l’apnée et de l’asthme, SIDS, septicémie, réactivité au stress, détection des crises	Chen et al., 2023 ; Joshi et al., 2020 ; Rash et al., 2016 ; Bosquet Enlow et al., 2014 ; Ritz et al., 2012
Analyse vocale	Évaluation manuelle ; plateformes d’extraction et de classification automatiques des caractéristiques audio, par exemple OpenSmile	Analyse des pleurs du nourrisson : dépistage de pathologies telles que l’asphyxie, l’hypoacousie (trouble auditif), la fente palatine et l’hypothyroïdie. Communication entre parents et nourrisson	Yasin et al., 2022 ; Ji et al., 2021 ; Li et al., 2021 ; Levrero et al., 2018 ; Kult & Meltzoff, 1996
Expression faciale	Surveillance vidéo et codage manuel des expressions faciales (Baby FACS)Codage des expressions faciales par caméra	Attention visuelleRégulation des émotionsCommunication non verbaleInteractions parent-enfant	Zaharieva et al., 2024 ; Onal Ertugrul et al., 2022 ; Crespo-Llado et al., 2018 ; Rayson et al., 2017 ; Izard et al., 1995
Conducibilité cutanée	Réponse galvanique de la peau (GSR)*	Douleur, tempérament du nourrisson, état d’éveil, développement du système nerveux autonome	Visnovcova et al., 2022 ; Buthman et al., 2018 ; Ham & Tronick, 2009 ; Eriksson et al., 2008 ; Storm, 1999
Suivi du regard	Technologie de suivi oculaire par infrarouge Sur écran Monté sur casque Suivi oculaire par webcam	Développement cognitif et visuelTroubles neurodéveloppementauxInteractions entre parents et nourrissons	Borjon et al., 2021 ; Leppanen et al., 2021 ; Yamamoto et al., 2019 ; Kaul et al., 2016 ; Thorup et al., 2016
Activité cérébrale	Électroencéphalogramme (EEG) Spectrométrie fonctionnelle dans le proche infrarouge (fNIRS)	Développement cognitif | Détection précoce des troubles neurodéveloppementaux | Détection, surveillance et prise en charge des crises épileptiques | Comportements liés au sommeil	Gervain et al., 2023 ; Filippa et al., 2023 ; Endevelt-Shapari & Feldman, 2023 ; Nayak et al., 2023 ; Borjon et al., 2021 ; Weibley et al., 2021 ; Dzwilewski et al., 2020 ; Jones et al., 2020 ; Crespo-Llado et al., 2018 ; Briton et al., 2016 ; Lloyd-Fox et al., 2014

Tableau 4 : Ce tableau présente un aperçu des biocapteurs les plus couramment utilisés aujourd’hui dans la recherche sur la petite enfance. 

Capteurs accélérométriques

Les accéléromètres et les gyroscopes sont utilisés dans la recherche pédiatrique depuis 2010, mais leur utilisation s’est généralisée au cours de la dernière décennie. Dans la plupart des études, ces accéléromètres sont fixés au poignet ou à la cheville du nourrisson et doivent parfois rester en place pendant plusieurs jours afin d’obtenir des mesures fiables de l’éveil et de l’activité sédentaire, en fonction de l’objectif de la recherche (Ricardo et al., 2018 ; Pitchford et al., 2017). Les chercheurs utilisent des accéléromètres pour étudier les habitudes de sommeil, les comportements et le développement moteur des nourrissons. Il est à noter que des études ont montré que les accéléromètres fournissent des données plus précises que les souvenirs des parents concernant le temps passé par un nourrisson à diverses activités motrices. Cette précision est cruciale pour éclairer les décisions cliniques. (Manning et al., 2023).

Observation vidéo et codage comportemental 

L’une des méthodes les plus couramment utilisées et les plus traditionnelles pour étudier le comportement des nourrissons est le codage comportemental par observation vidéo. Qu’il s’agisse de documenter les expressions faciales, les mouvements moteurs ou les habitudes de sommeil, l’observation vidéo suivie d’un codage manuel est considérée comme une approche hautement fiable (Zaharieva et al., 2024 ; Crespo-Llado et al., 2018 ; Rayson et al., 2017). Le principal inconvénient du codage comportemental réside dans le temps qu’il nécessite. Cependant, pour certains comportements, tels que les expressions faciales, il n’existe actuellement aucune alternative technologique bien validée pour les nourrissons. Par conséquent, le codage manuel utilisant la méthode FACS reste la référence (Forestell et Mennella, 2012 ; Ekman et Friesen, 1978). 

Capteurs d’électrocardiographie (ECG) et de photopléthysmographie (PPG)

La mesure de la fréquence cardiaque est un élément central de nombreuses études sur les nourrissons (Chiera et al., 2020). L’ECG et la PPG sont de loin les méthodes les plus couramment utilisées, chacune présentant des avantages et des inconvénients distincts. L’ECG est considéré comme la référence en matière de mesure de la fréquence cardiaque, mais sa configuration, plus encombrante, peut gêner les mouvements naturels du nourrisson. En revanche, la PPG mesure la fréquence cardiaque à partir des variations du volume artériel, ce qui permet un placement plus aisé du capteur et perturbe très peu le comportement.

Cependant, les capteurs PPG sont plus sensibles aux artefacts liés aux mouvements que les capteurs ECG, qui se distinguent par leur robustesse (Tamura et al., 2024 ; Chiera et al., 2020). Cela dit, des progrès technologiques ont été réalisés pour réduire la sensibilité du PPG aux mouvements (Sahni et al., 2003), et le PPG fait désormais partie intégrante de la plupart des appareils portables disponibles aujourd’hui. 

Ces dernières années, une nouvelle méthode de mesure de la fréquence cardiaque a fait son apparition : la PPG par vidéo (vPPG). La vPPG utilise une technologie optique sans contact pour détecter à distance les variations du volume sanguin à partir de la perfusion sanguine cutanée (Tamura et al., 2024 ; Chiera et al., 2020). Sous un éclairage naturel, les appareils photo grand public sont capables de capter les variations infimes de la couleur de la peau provoquées par les fluctuations du flux sanguin.

Cette technologie permet aux chercheurs de déterminer la fréquence cardiaque sans avoir à fixer aucun dispositif sur le corps du nourrisson, et son potentiel dans la prévention du SMSN a déjà été testé (Zhao et al., 2016). Il est important de noter que les variations des conditions d’éclairage peuvent affecter la qualité du signal, et des études en cours examinent actuellement la mise en œuvre de la vPPG dans différentes conditions d’éclairage (Cobos-Torres et al., 2018). 

Capteurs de suivi oculaire

L’étude du regard des nourrissons par eye tracking est documentée depuis les années 1930, mais ce n’est qu’au cours des deux dernières décennies que son utilisation dans la recherche sur les nourrissons s’est généralisée (Aslin, 2012). Tout comme pour les adultes, de nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de la conduite d’une étude d’oculométrie avec des nourrissons. Le dispositif d’oculométrie doit-il être monté sur la tête ou basé sur un écran ? De quel taux d’échantillonnage avons-nous besoin ? Allons-nous suivre les fixations ou les saccades ? Quel type de stimuli visuels pouvons-nous présenter et espérer suivre ? Les réponses à ces questions dépendront entièrement de l’objectif de votre recherche, mais il existe quelques points à garder à l’esprit : 

• En général, les études d'oculométrie menées auprès de nourrissons utilisent des oculomètres dont la fréquence d'échantillonnage varie entre 30 et 300 Hz (Aslin, 2012 ; Corbetta et al., 2012).
• Le système visuel du nourrisson n'étant pas encore pleinement développé, il est plus difficile d'obtenir un étalonnage de haute précision. Les experts recommandent de ne pas s'attendre à une précision de suivi oculaire supérieure à 1 degré d'angle visuel (dva) lorsque l'on travaille avec un nourrisson, et de formuler votre hypothèse de recherche en conséquence (Aslin, 2012).
• Les stimuli visuels et la tâche doivent être conçus en tenant compte de l'âge du nourrisson ainsi que de son développement visuel et cognitif. Par exemple, les nourrissons de 2 mois obtiendront des résultats très différents de ceux des nourrissons de 6 mois lors d'une tâche de reconnaissance d'objets. Gredeback et al. proposent une excellente synthèse des protocoles d'étude par eye-tracking dans le domaine de la recherche sur les nourrissons (Gredeback et al., 2010). 

Pour en savoir plus sur l’eye tracking, consultez notre guide de poche consacré à la recherche en eye tracking.

Capteurs d’électroencéphalogramme (EEG)

L’EEG est réputé pour être difficile à mettre en œuvre, principalement en raison de sa configuration complexe et chronophage, ainsi que des exigences importantes en matière de traitement des données. Cependant, la mise en place d’un EEG chez les nourrissons est un peu plus aisée, car ceux-ci ont généralement peu ou pas de cheveux et leur peau est très fine (Britton et al., 2016). Ces facteurs améliorent l’impédance, ce qui renforce la qualité du signal capté par les électrodes EEG.

Il faut toutefois tenir compte des artefacts liés aux mouvements et de la gêne occasionnée au nourrisson (Britton et al., 2016). À l’instar du système nerveux autonome, du système visuel et du système sensorimoteur, les schémas d’activité cérébrale subissent des changements rapides tout au long du développement du nourrisson. Par conséquent, différents types d’activité de base sont enregistrés à différents stades de développement, et les réponses cérébrales aux stimuli varient également en fonction de l’âge.

Chetan et Anikumar fournissent des informations utiles sur les méthodes et les étapes à prendre en compte lors de la conduite de recherches sur l’EEG chez les nourrissons (Nayak et Anikumar, 2024). Bien que le caractère invasif des capteurs EEG le rende moins attrayant pour la recherche sur les nourrissons, il s’agit d’un biocapteur très puissant, capable de prédire le développement cognitif et neurologique (Jones et al., 2020).

Progrès technologiques dans le domaine des biocapteurs pour nourrissons

Depuis le début des XXe et XXIe siècles, lorsque les biocapteurs ont commencé à être utilisés dans la recherche sur les nourrissons, des progrès technologiques considérables ont été réalisés. Bien qu’il soit impossible de passer en revue toutes ces avancées dans cette section, un résumé mettrait sans doute en avant les termes clés suivants : extensible, sans fil et sans contact. Dans les sections suivantes, nous présenterons des exemples illustrant chacune de ces avancées majeures.

Patchs électroniques extensibles

Les biocapteurs destinés aux adultes sont souvent encombrants, et chez les nourrissons, ils peuvent entraver les mouvements naturels. Le développement de capteurs intégrés dans un simple patch électronique extensible constitue une avancée majeure dans ce domaine (Zhou et al., 2024 ; Kim et al., 2023 ; Chen et al., 2016). Ces patchs peuvent être appliqués sans effort sur le corps d’un nourrisson sans restreindre ses mouvements. Adhérant directement à la peau, ces patchs permettent de surveiller les signes vitaux tels que la fréquence cardiaque, la respiration et la température. Ils s’avèrent à la fois économiques et faciles à utiliser, ce qui les rend adaptés à une utilisation en milieu hospitalier ainsi qu’à la surveillance à domicile (Xu et al., 2021).

Biocapteurs sans fil

Des recherches approfondies et une surveillance étroite sont menées auprès des prématurés pendant leur séjour en unité de soins intensifs néonatals (USIN). Traditionnellement, ces nourrissons font l’objet d’une surveillance continue à l’aide de dispositifs fixés sur leur corps, tels que des capteurs de fréquence cardiaque et de température. Ces capteurs sont reliés à des appareils situés à proximité, ce qui pose des difficultés lors des transferts du nourrisson vers et depuis la couveuse, ainsi que lors des interactions avec le personnel soignant ou les parents (Chung et al., 2020).

Pour remédier à ce problème, un nombre croissant de capteurs adaptés aux nourrissons sont désormais sans fil (voir Memon et al., 2020, pour un excellent aperçu des options de capteurs sans fil destinés aux nourrissons). Ces options vont des patchs électroniques extensibles (comme évoqué précédemment) aux vêtements et bracelets connectés. La synchronisation simultanée de différents capteurs placés sur le corps du nourrisson permet une analyse plus détaillée des données et une extraction plus précise des caractéristiques (Chung et al., 2019).

Biocapteurs sans contact

Les biocapteurs sans contact, comme leur nom l’indique, ne nécessitent aucun contact physique direct. Grâce à la vidéo ou à des microphones, ces capteurs permettent de détecter des changements significatifs dans le comportement des nourrissons. Traditionnellement, l’observation vidéo du comportement des nourrissons a constitué une approche standard en recherche. Cependant, des technologies plus récentes, telles que la photopléthysmographie vidéo (PPG), permettent de mesurer le pouls et la fréquence cardiaque de manière totalement sans contact, voire à distance (Tamura et al., 2024 ; Chiera et al., 2020).

Une autre technique avancée de biosensoriel sans contact est l’oculométrie en ligne par vidéo. Si cette nouvelle technologie est de plus en plus testée et bien établie dans la recherche sur les adultes, elle en est encore à ses débuts dans la recherche sur les nourrissons en raison des particularités de l’anatomie et du fonctionnement de l’œil chez ces derniers. Malgré cela, l’oculométrie en ligne par vidéo recèle un potentiel considérable pour faire progresser la recherche sur les nourrissons (Banki et al., 2022).

Résumé

En résumé, il existe aujourd’hui une large gamme de biocapteurs destinés à la recherche sur les nourrissons, et le choix du capteur dépend du comportement spécifique et du stade de développement que vous souhaitez étudier. Ce domaine est en constante évolution, les efforts visant principalement à réduire la complexité du matériel, à simplifier la configuration et à améliorer la convivialité.

Les défis de la recherche en biométrie chez les nourrissons 

Si la recherche sur la petite enfance est passionnante, elle pose également des défis de taille. Nous allons vous présenter ci-après un aperçu de quatre défis à prendre en compte. 

Développement rapide 

La petite enfance est une période marquée par un développement moteur, cérébral et sensoriel rapide et unique. Si cette période est passionnante pour les chercheurs, elle pose également des défis lorsqu’il s’agit de mettre en évidence des changements significatifs entre différents moments et différents groupes de nourrissons. Pour relever ces défis, les chercheurs peuvent recourir à des protocoles intra-sujets, qui consistent à mesurer les différences ou les changements de comportement chez un même nourrisson à plusieurs moments. Cette approche permet de tenir compte de la variabilité individuelle.

Par ailleurs, les plans d’étude inter-sujets, qui comparent différents groupes de nourrissons, permettent de relever ces défis en augmentant la taille de l’échantillon et en offrant des généralisations plus larges. Ces deux méthodes sont précieuses pour acquérir une compréhension approfondie du développement des nourrissons, tout en répondant efficacement aux défis posés par les changements de développement rapides et uniques que connaît chaque nourrisson.

Manque de communication et facteurs environnementaux

La communication verbale limitée avec les nourrissons rend difficile l’évaluation précise de leurs besoins, de leur inconfort et de leurs réactions, ce qui oblige tant les parents que les chercheurs à s’appuyer sur des mesures indirectes. Ce recours à des mesures indirectes peut remettre en cause la validité et la fiabilité des interprétations. De plus, des facteurs environnementaux et domestiques, tels que les soins prodigués par les parents, la température et les niveaux de bruit, ont un impact significatif sur le développement à long terme et le comportement immédiat du nourrisson. Ces variables compliquent encore davantage l’interprétation des données comportementales, physiologiques et psychologiques dans le cadre de la recherche.

Limites techniques

Bien que ce guide de poche ait présenté de nombreuses options en matière d’outils de recherche sur la petite enfance, il peut s’avérer difficile et coûteux de se procurer des technologies de haute qualité et faciles à utiliser dans ce domaine. Les chercheurs doivent souvent comparer les offres de plusieurs fournisseurs et investir davantage pour accéder aux technologies nécessaires.

Analyse de données complexes 

Bien que nous puissions encourager certains comportements chez les nourrissons, comme l’utilisation de points de calibrage attrayants pour la recherche en eye-tracking ou la réalisation de grimaces ludiques pour susciter des vocalisations, il est peu probable que les nourrissons suivent des instructions et il est presque certain qu’ils ne resteront pas immobiles. Par conséquent, nos données risquent d’être moins bien calibrées et plus sujettes à des artefacts de mouvement. Cela ajoute une complexité supplémentaire à l’analyse des données, ce qui peut s’avérer à la fois chronophage et coûteux. Faire appel à des professionnels expérimentés dans la recherche sur les nourrissons pour l’analyse des données peut s’avérer un investissement précieux pour votre projet.

Comment iMotions soutient la recherche sur la petite enfance

La plateforme avancée de codage multimodal et comportemental d’iMotions garantit une expérience fluide pour la conduite de recherches de pointe sur les nourrissons. Nous détaillons ci-dessous les principaux aspects de la plateforme iMotions qui optimisent spécifiquement les études portant sur les nourrissons.

Codification du comportement des nourrissons

Si iMotions se distingue par sa capacité à permettre des enregistrements multimodaux fluides à l’aide de biocapteurs, la plateforme constitue également une solution robuste pour le codage comportemental. Les chercheurs peuvent utiliser les outils d’annotation et de marquage d’iMotions pour identifier avec précision des moments et des durées spécifiques du comportement des nourrissons. Ces outils prennent en charge à la fois les observations en direct et l’analyse post-enregistrement, l’outil d’annotation s’avérant particulièrement efficace pour marquer des périodes prolongées de comportements. Ces outils sont particulièrement efficaces pour l’analyse des expressions faciales et des mouvements. 

Récemment, iMotions a lancé des marqueurs automatiques qui horodatent les événements captés par les biocapteurs. Cette fonctionnalité permet aux chercheurs de mettre facilement en corrélation des événements comportementaux, tels qu’un sourire ou un mouvement de la tête, avec les variations correspondantes des mesures des biocapteurs, ce qui améliore la précision de leurs études. 

Capture vidéo multi-flux

iMotions permet de capturer simultanément les flux vidéo provenant de trois sources différentes, offrant ainsi aux chercheurs la possibilité d’observer et d’analyser les mouvements les plus infimes sur l’ensemble du corps et du visage du nourrisson. Techniquement, il est possible de diviser les flux vidéo à l’aide d’outils matériels ou logiciels tels que ManyCam et Logitech afin d’afficher quatre flux comme s’il s’agissait d’une seule caméra. Il est important de noter que cette approche fonctionnerait bien pour capturer des parties du corps et des mouvements spécifiques, mais pas pour plusieurs visages en vue d’une analyse des expressions faciales, en raison des restrictions vidéo imposées par Affdex, le logiciel utilisé pour analyser les expressions faciales. 

Cette capacité de capture multi-flux est essentielle pour le codage et l’analyse détaillés des comportements, et elle est largement utilisée dans les publications scientifiques actuelles. De plus, grâce aux progrès réalisés dans le domaine de la photopléthysmographie (PPG) par vidéo et de la surveillance respiratoire, ces flux vidéo prennent de plus en plus de valeur en tant que mesures biosensorielle sans contact.

Acquisition de données à partir de biocapteurs multimodaux 

iMotions permet de collecter simultanément des données provenant de plusieurs biocapteurs, la seule limite étant celle des capacités de votre ordinateur et de votre réseau. Les groupes de recherche de pointe s’orientent de plus en plus vers une approche multimodale utilisant des biocapteurs dans le cadre d’études sur les nourrissons. Cette approche souligne l’importance de prendre en compte plusieurs indicateurs pour comprendre pleinement le comportement des nourrissons, tout comme celui des adultes.

Par exemple, pour déterminer si une excitation accrue, mesurée par la réponse galvanique de la peau (GSR), correspond à un événement positif ou négatif, il est nécessaire de combiner les données GSR avec l’analyse des expressions faciales (FEA). L’API d’iMotions et l’intégration LSL permettent aux utilisateurs d’intégrer de manière transparente pratiquement n’importe quel type de biocapteur dans leur processus de collecte de données.

Suivi du mouvement des yeux chez le nourrisson

iMotions s’intègre à de nombreux fournisseurs de matériel d’oculométrie de haute qualité, notamment Smart Eye, Pupil Labs, Argus Science et Eye Tech. De plus, grâce à l’importateur générique de données d’oculométrie d’iMotions, il est possible d’importer les données recueillies à l’aide des lunettes d’oculométrie Positive Science, une marque couramment utilisée dans la recherche sur les nourrissons et les tout-petits. Ces matériels offrent un large éventail d’options de fréquence d’échantillonnage, allant de 30 Hz à 250 Hz, ce qui couvre la gamme des fréquences d’échantillonnage les plus couramment utilisées dans la recherche sur les nourrissons. 

Lorsqu’on mène des recherches sur l’oculométrie chez les nourrissons, deux difficultés courantes se posent souvent :

1. Mouvements des nourrissons : les nourrissons bougent naturellement la tête pendant le prélèvement d'échantillons, car ils ne sont pas en mesure de suivre des instructions verbales. Les oculomètres à écran s'appuient sur une « zone de détection », l'espace dans lequel ils peuvent détecter et enregistrer les mouvements oculaires. Certains oculomètres ont une zone de détection très réduite, ce qui exige un minimum de mouvements de la part du sujet pour obtenir des données de haute qualité. Pour la recherche sur les nourrissons, il est essentiel de choisir un système d'oculométrie doté d'une zone de détection plus large afin de s'adapter aux mouvements naturels de la tête du nourrisson tout en continuant à capturer des données de haute qualité.
2. Présence des parents : Dans les laboratoires modernes, les nourrissons sont souvent assis sur les genoux d'un parent pendant les études d'oculométrie. Cette configuration peut entraîner des imprécisions, car l'oculomètre risque de suivre par erreur les yeux du parent plutôt que ceux du nourrisson. Si tel est votre cas, envisagez d'utiliser un oculomètre capable de différencier les sujets ou optez pour des lunettes d'oculométrie afin de garantir la précision de la collecte des données.

Dans les deux cas, iMotions peut vous conseiller sur le matériel d’oculométrie le mieux adapté à vos besoins expérimentaux. 

Analyse des données et exportations

L’analyse des données peut s’avérer longue et fastidieuse. iMotions simplifie ce processus en donnant accès à des scripts R automatisés qui calculent les indicateurs les plus courants issus de diverses technologies de biocapteurs, tels que la variabilité de la fréquence cardiaque, la fréquence respiratoire, la durée de fixation et les spectres de puissance EEG. Vous pouvez recevoir ces données dans divers formats, notamment : 

• Fichiers contenant les données brutes des capteurs
• Fichiers contenant des données de capteurs filtrées et analysées
• Carte thermique émotionnelle : visualisation et quantification de l'interaction entre l'oculométrie et les expressions faciales
• Méthodes et graphiques accompagnés de statistiques de synthèse

Ces possibilités d’analyse et d’exportation répondent à un large éventail de besoins que peuvent présenter différents projets de recherche. 

L’avenir de la recherche en biométrie chez les nourrissons

L’avenir de la recherche sur la petite enfance s’annonce prometteur grâce aux progrès technologiques et méthodologiques qui nous permettent de mieux comprendre le développement précoce. Voici quelques éléments clés qui façonneront cet avenir :

Approches multimodales 

On s’intéresse de plus en plus à l’utilisation simultanée de plusieurs types de données, telles que celles issues des biocapteurs, de l’analyse vidéo et des mesures physiologiques, afin d’acquérir une compréhension globale du comportement et du développement des nourrissons. Cette approche multimodale permet aux chercheurs d’étudier les interactions complexes entre les réponses physiologiques, les comportements et les stimuli environnementaux.

Les chercheurs en ingénierie font progresser ce domaine en intégrant la technologie des biocapteurs multimodaux dans des vêtements intelligents pour nourrissons, tels que des combinaisons, des chaussures et des langes (Airaksinen et al., 2022 ; Airaksinen et al., 2020 ; Memon et al., 2020 ; Zhu et al., 2015). De plus, des tapis sensibles à la pression ont été développés pour détecter les mouvements des nourrissons (Kulvicius et al., 2023). Ces innovations constituent des avancées significatives dans notre capacité à surveiller et à mesurer le comportement des nourrissons dans des environnements naturels, au-delà des limites du laboratoire.

Surveillance non invasive et sans contact

Les technologies telles que les analyses vidéo permettant de mesurer les réponses physiologiques (par exemple, la fréquence cardiaque, la respiration, la posture) sans contact physique ne cessent de gagner en sophistication. Ces méthodes réduisent au minimum les perturbations subies par les nourrissons pendant la collecte des données, ce qui permet des observations plus naturalistes. Il est remarquable de constater que ces mesures peuvent désormais être enregistrées à l’aide d’un smartphone (Bae et al., 2022 ; Valentine et al., 2022 ; Liu et al., 2021), y compris chez les nourrissons (Chung et al., 2023). Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires, cette avancée met en évidence la capacité croissante à mener des recherches sur les nourrissons en dehors du laboratoire et dans des environnements naturels.

Mégadonnées et apprentissage automatique

À mesure que la collecte de données gagne en sophistication, l’accent est de plus en plus mis sur l’utilisation des techniques du big data et des algorithmes d’apprentissage automatique pour analyser de vastes ensembles de données. Avec l’essor de la collecte de données multimodales, les méthodes avancées d’analyse des données ne cessent d’évoluer. Ces innovations permettent aux chercheurs d’identifier des schémas et des corrélations subtils que les méthodes traditionnelles pourraient négliger, améliorant ainsi notre compréhension du comportement et du développement des nourrissons.

Études longitudinales

À mesure que les capteurs s’intègrent plus facilement dans la vie quotidienne, on s’attend à ce que le nombre d’études longitudinales suivant les nourrissons de la naissance à l’enfance et au-delà augmente. Ces études apporteront des informations précieuses sur le développement typique et atypique, les différences individuelles et l’impact des expériences de la petite enfance sur les résultats ultérieurs. L’intégration de capteurs dans les vêtements constitue une approche innovante pour atteindre cet objectif.

Collaboration interdisciplinaire

La recherche avancée sur la petite enfance s’appuie de plus en plus sur l’expertise combinée de psychologues, de neuroscientifiques, d’ingénieurs et d’analystes de données. À mesure que ce domaine continue de se développer, on peut s’attendre à ce que davantage de collaborations interdisciplinaires débouchent sur des résultats parmi les plus innovants et les plus éclairants.

Conclusion 

Dans ce guide de poche, nous avons examiné en détail l’utilisation de la technologie des biocapteurs dans la recherche sur les nourrissons. Si la recherche sur les nourrissons a débuté au début du XXe siècle, l’intégration des biocapteurs ne s’est généralisée qu’au cours des dernières décennies. Malgré ce retard, l’utilisation des biocapteurs dans ce domaine s’est rapidement développée. Aujourd’hui, la mesure de la fréquence cardiaque, de la respiration et de la température des nourrissons fait partie des pratiques courantes dans de nombreux services de recherche ainsi que dans les unités de soins intensifs néonatals.

Cependant, l’utilisation de matériel sur les nourrissons peut encore s’avérer difficile. Les progrès technologiques apportent une réponse à ce problème en intégrant des biocapteurs dans les vêtements et les couches pour bébés, et en réduisant le matériel à de simples patchs adhésifs et extensibles. Ces innovations révolutionnent la manière dont nous étudions les nourrissons, tant en laboratoire que dans leur environnement naturel.

iMotions s’engage à faire progresser la recherche sur la petite enfance grâce à des outils de biodétection de pointe. Nous développons en permanence des solutions qui fournissent des informations validées et faciles à exploiter sur le comportement et la physiologie des nourrissons, afin que vos travaux de recherche aient un impact encore plus grand. 

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