Une nouvelle interface cerveau-ordinateur permet à un homme complètement de communiquer avec son fils
Une nouvelle interface cerveau-ordinateur permet à un homme complètement de communiquer avec son fils
et de lui demander une bière
Un Allemand de 36 ans en état d'enfermement total a été équipé d'un nouveau système d'interface cerveau-ordinateur (ICO) reposant sur un retour auditif. L'homme a appris à modifier son activité cérébrale en réponse à ce retour auditif pour composer des messages simples. Selon un article publié récemment dans Nature Communications, il a utilisé cette capacité pour demander une bière, pour que ses soignants lui fassent écouter son groupe de rock préféré et pour communiquer avec son jeune fils.
Les ICB interagissent avec les cellules du cerveau, enregistrant l'activité électrique des neurones et traduisant ces signaux en actions. Ces systèmes impliquent généralement des capteurs à électrodes pour enregistrer l'activité neuronale, un chipset pour transmettre les signaux et des algorithmes informatiques pour traduire les signaux. Les BCI peuvent être externes, comme les EEG médicaux, c'est-à-dire que les électrodes sont placées sur le cuir chevelu ou le front à l'aide d'un capuchon portable, ou elles peuvent être implantées directement dans le cerveau. La première méthode est moins invasive mais peut-être moins précise car davantage de bruit interfère avec les signaux ; la seconde nécessite une opération du cerveau, ce qui peut être risqué.
Mais pour de nombreux patients paralysés ou le monde a assisté à deux étapes importantes sur le front des ICB. En mars 2021, la presse a fait état de la démonstration par Neuralink d'un singe jouant à Pong à l'aide d'un implant cérébral connecté sans fil à l'ordinateur du jeu. Pour y parvenir, la société a réussi à miniaturiser l'appareil et à le faire communiquer sans fil. En avril 2021, des chercheurs du consortium BrainGate ont démontré avec succès une BCI sans fil à large bande passante chez deux sujets humains tétraplégiques.
Cette dernière étude a utilisé une BCI implantée avec fil. Les personnes atteintes de sclérose latérale amyotrophique (SLA), familièrement appelée maladie de Lou Gehrig, sont souvent paralysées et il leur est impossible de communiquer, bien qu'elles soient cognitivement fonctionnelles. Plusieurs dispositifs d'assistance ont été mis au point pour aider à restaurer la capacité de communication, notamment les BCI qui reposent sur les mouvements oculaires. Mais les patients qui se trouvent dans un état d'enfermement complet ont perdu jusqu'à cette infime partie de leur contrôle moteur.
L'homme allemand dans l'étude a été diagnostiqué avec une atrophie musculaire progressive en août 2015, une variante de la SLA qui affecte sélectivement les neurones moteurs. En quelques mois, il était incapable de marcher ou de communiquer verbalement, et en juillet 2016, il était ventilé artificiellement et alimenté par un tube. L'homme a d'abord communiqué via un dispositif d'assistance basé sur les mouvements oculaires, mais son état s'est détérioré.
Réalisant que ce n'était qu'une question de temps avant qu'il ne perde tout contrôle sur le mouvement de ses yeux et ne soit complètement enfermé, la famille de l'homme a demandé aux coauteurs Niels Birbaumer de l'Université de Tübingen et Ujwal Chaudhary d'ALS Voice gGmbH en Allemagne quelles étaient les options alternatives. Une BCI implantée a été jugée comme la meilleure option, et des neurochirurgiens de Munich ont réalisé l'opération en mars 2019.
Ils ont placé deux réseaux de microélectrodes dans le cortex moteur gauche du patient (le côté dominant) pour détecter les signaux neuronaux, qui pourraient être envoyés via une connexion filaire à un ordinateur pour être traités. Le logiciel NeuroKey décode ensuite ces données et les restitue sous forme de tonalités de retour auditives, la vue du patient étant très limitée. Le patient a rapidement appris à moduler la tonalité sonore et, finalement, à moduler son taux d'excitation neuronale pour qu'il corresponde à la fréquence de la rétroaction. Après plusieurs mois de séances d'entraînement, l'homme pouvait sélectionner des lettres et épeler des mots pour communiquer.
Le premier message était un simple remerciement à Birbaumer et au reste de l'équipe. D'autres messages concernaient les préférences de l'homme en matière de soins : il demandait un massage de la tête ou plus de gel sur son œil (qui était sujet à la sécheresse) et demandait une position plus haute de la tête en présence de visiteurs. Il a même fait des suggestions pour améliorer les performances du système orthographique.
Source : Nature
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