L’interface cerveau-ordinateur utilisée dans l’étude. (Photo : Figure 1, F. Willett et al./Nature/illustration par Erika Woodrum)
Lire dans les esprits peut sembler être réservé à la science-fiction, mais les technologies de pointe qui interprètent l’activité cérébrale sont réelles et s’améliorent d'année en année. Cette technologie a beaucoup de potentiel pour aider les personnes vivant avec une paralysie qui ont perdu la capacité de parler à haute voix. Au printemps 2021, une équipe de scientifiques de Stanford a publié des nouvelles d’un succès retentissant dans la Nature. Dans une percée impressionnante, l’équipe a développé une interface cerveau-ordinateur (BCI) qui peut traduire “l'écriture cérébrale” en textes.
Les professeurs Jaimie Henderson et Krishna Shenoy se sont joints à l’auteur principal Frank Willett pour publier l’impressionnant succès d’une étude menée sur un sujet. Un homme de 65 ans, appelé T5 pour l’anonymat, a été paralysé en 2007 et a perdu l’usage de ses membres. L’homme avait déjà participé à une étude avec l’équipe de Stanford où il a écrit des mots grâce à ses pensées. Dans l’expérience précédente, les capteurs lisaient les signaux cérébraux pour interpréter les touches d’un clavier qu’il voulait utiliser. L’expérience de 2021 a utilisé une configuration similaire, mais une approche conceptuelle différente.
Deux puces d'interface cerveau-ordinateur ont été implantées dans le cerveau de T5 afin de surveiller le cortex moteur, la partie du cerveau responsable du mouvement des mains. Les électrodes dans la puce surveillent l’activité du cerveau, rapportant l’information à un ordinateur. On a demandé à T5 d'entraîner l’ordinateur en utilisant ses pensées. Il a dû imaginer écrire chaque lettre de l’alphabet plusieurs fois pour former l’algorithme. Finalement, l’intelligence artificielle a appris ses signaux cérébraux pour chaque lettre et a pu interpréter les lettres visualisées par T5. Ces lettres se sont transformées en texte. “Nous avons appris que le cerveau conserve sa capacité à exécuter des mouvements fins une décennie complète après que le corps a perdu sa capacité à exécuter ces mouvements,” a noté Willet.
Une fois l’algorithme formé, les chercheurs ont demandé à T5 de copier les phrases sur un écran, puis d’écrire en forme libre. En répondant aux questions, T5 a pu écrire 90 caractères ou environ 18 mots par minute. C'est considérablement plus rapide que la méthode de “dactylographie” dans l’étude précédente de l’équipe. Quatre-vingt-dix caractères par minute est comparable au taux de dactylographie manuelle des hommes du même âge que T5, qui est d’environ 115 caractères ou 23 mots par minute. L’équipe a trouvé un taux d’erreur d’environ une erreur pour 18 ou 19 mots. Alors que le rapport d’erreur était légèrement plus élevé dans le texte libre, une fonction d'autocorrection a résolu la plupart des problèmes.
Cette BCI est un grand pas en avant pour la technologie. Cependant, elle n’est approuvée que pour des utilisations de recherche à l’heure actuelle. Shenoy a noté, “Alors que l’écriture peut approcher les 20 mots par minute, nous avons tendance à parler autour de 125 mots par minute, et c’est une autre direction passionnante qui complète l’écriture. Ensemble, ces systèmes pourraient offrir encore plus d’options aux patients pour communiquer efficacement.” L’étude récente fait partie d’un projet plus vaste appelé BrainGate2, un consortium de chercheurs qui tente de “transformer la pensée en action” afin que tout le monde puisse communiquer.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Stanford a développé une interface cerveau-ordinateur qui peut traduire les signaux de la pensée en texte.
Écriture mentale telle qu’interprétée par l’ordinateur. (Photo : Figure 1, F. Willett et al./Nature)
L’homme mentionné dans l’étude, surnommé T5, était capable d'écrire avec son esprit à peu près au même rythme que les hommes du même âge qui sont capables de taper avec leurs mains.
Remerciements : [Science Alert]
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