Des chercheurs ont réussi à permettre à un patient de « parler » en utilisant uniquement la force de la pensée, grâce à une innovation inédite basée sur la formation d’une IA sur-mesure.
Ces résultats offrent l’espoir de permettre aux personnes complètement paralysées de retrouver la capacité de parler.
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Une percée dans les interfaces cerveau-ordinateur (IHM) pourrait permettre à des personnes entièrement paralysées de communiquer à nouveau.
Une innovation scientifique réalisée par des chercheurs de l’Université de Tel Aviv et du Centre médical Sourasky de Tel Aviv (hôpital Ichilov). L’étude a été dirigée par le docteur Ariel Tankus de l’École des sciences médicales et de la santé de l’Université de Tel Aviv et du Centre médical Sourasky de Tel Aviv (hôpital Ichilov), ainsi que par le docteur Ido Strauss de l’École des sciences médicales et de la santé de l’Université de Tel Aviv et directeur du Unité de neurochirurgie fonctionnelle de l’hôpital Ichilov.
Les résultats de cette essai « révolutionnaire » ont été publiés dans la revue de référence Neurosurgery (publication officielle du Congrès des chirurgiens neurologiques). Leur technologie et l’essai réalisé ont démontré le potentiel de rendre la parole à une personne techniquement muette, en utilisant uniquement le pouvoir de la pensée.
Dans l’expérience, un participant s’imaginait prononcer une syllabe sur deux proposées. Des électrodes implantées en profondeur dans son cerveau transmettaient les signaux électriques à un ordinateur, qui exprimait ensuite les syllabes avec du son.
Dans la première étape de l’expérience, avec les électrodes déjà implantées dans le cerveau du patient, les chercheurs de l’Université de Tel Aviv lui ont demandé de faire comme s’il prononçait à haute voix deux syllabes : /a/ et /e/. Ils ont enregistré l’activité cérébrale pendant qu’il exprimait ces sons.
En utilisant le deep learning et le machine learning, les chercheurs ont entraîné des modèles d’intelligence artificielle pour identifier les cellules cérébrales spécifiques dont l’activité électrique indiquait le désir de dire /a/ ou /e/.
Une fois que l’ordinateur a appris à reconnaître le schéma d’activité électrique associé à ces deux syllabes dans le cerveau du patient, il lui a été demandé d’imaginer seulement qu’il prononçait /a/ et /e/. L’ordinateur traduisait ensuite les signaux électriques et jouait les sons préenregistrés de /a/ ou /e/ en conséquence.
Le Dr Ariel Tankus développe :
« Le patient de l’étude est un patient épileptique qui a été hospitalisé afin de subir une résection du foyer épileptique de son cerveau.
Pour ce faire, bien sûr, vous devez localiser le point focal, qui est la source du « court-circuit » qui envoie de puissantes ondes électriques à travers le cerveau. Cette situation concerne un sous-ensemble plus petit de patients épileptiques qui ne répondent pas bien aux médicaments et nécessitent une intervention neurochirurgicale, et un sous-ensemble encore plus petit de patients épileptiques dont le foyer suspecté est situé profondément dans le cerveau plutôt qu’à la surface du cortex.
Pour identifier l’emplacement exact, des électrodes doivent être implantées dans les structures profondes de leur cerveau. Ils sont ensuite hospitalisés, en attendant la prochaine crise.
Lorsqu’une crise survient, les électrodes indiqueront aux neurologues et aux neurochirurgiens où se trouve l’attention, leur permettant ainsi d’opérer avec précision. D’un point de vue scientifique, cela offre une occasion rare d’avoir un aperçu des profondeurs du cerveau humain vivant.
Heureusement, le patient épileptique hospitalisé à Ichilov a accepté de participer à l’expérience, qui pourrait éventuellement aider des individus complètement paralysés à s’exprimer à nouveau grâce à la parole artificielle.
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Mon domaine de recherche porte sur l’encodage et le décodage de la parole, c’est-à-dire sur la manière dont les cellules cérébrales individuelles participent au processus de parole : la production de la parole, l’audition de la parole et l’imagination de la parole, ou « parler en silence ».
Dans cette expérience, pour la première fois dans l’histoire, nous avons pu relier les parties du discours à l’activité de cellules individuelles des régions du cerveau à partir desquelles nous avons enregistré. Cela nous a permis de distinguer les signaux électriques qui représentent les sons /a/ et /e/. À l’heure actuelle, notre recherche porte sur deux éléments constitutifs du discours, deux syllabes. Bien sûr, notre ambition est d’arriver à un discours complet, mais même deux syllabes différentes peuvent permettre à une personne complètement paralysée de signaler « oui » et « non ».
Par exemple, il sera possible à l’avenir de former un ordinateur pour un patient atteint de la maladie de Charcot aux premiers stades, alors qu’il peut encore parler.
L’ordinateur apprendrait à reconnaître les signaux électriques dans le cerveau du patient, ce qui lui permettrait d’interpréter ces signaux même après que le patient ait perdu la capacité de bouger ses muscles. Et ce n’est qu’un exemple.
Notre étude constitue une étape importante vers le développement d’une interface cerveau-ordinateur capable de remplacer les voies de contrôle du cerveau pour la production de la parole, permettant ainsi aux individus complètement paralysés de communiquer à nouveau volontairement avec leur environnement. »
