Un implant cérébral a réussi à traduire en texte les pensées d'un homme paralysé avec une précision de 94 %
Un implant cérébral a réussi à traduire en texte les pensées d'un homme paralysé avec une précision de 94 %
selon une étude
Un homme paralysé du cou aux pieds en raison d'une lésion de la moelle épinière a montré qu'il pouvait communiquer ses pensées, grâce à un système d'implant cérébral qui traduit son écriture imaginaire en texte réel. Le dispositif - qui s'inscrit dans le cadre d'une collaboration de recherche de longue date appelée BrainGate - est une interface cerveau-machine (ICM), qui utilise l'intelligence artificielle (IA) pour interpréter les signaux d'activité neuronale générés pendant l'écriture manuscrite. Les chercheurs ont rapporté que l'implant cérébral a pu traduire les pensées de l'individu avec une précision de 94 %.
Les interfaces cerveau-machine (ICM) sont une nouvelle technologie d'assistance émergente capable d'aider les personnes paralysées à saisir à l’écran d'ordinateur ou à contrôler des prothèses robotiques avec la pensée - en transférant l'intention neurologique du mouvement corporel en action numérique ou robotique. Cette nouvelle expérience de l'équipe BrainGate a fait appel à un homme surnommé T5 et âgé de 65 ans au moment de la recherche. Il n'écrivait pas réellement, car sa main, ainsi que tous ses membres, était paralysée depuis plusieurs années. L'expérience a mis en évidence la capacité de l'IA à traduire la pensée humaine.
Ainsi, au cours de l'expérience qui a fait l'objet d'un rapport dans la revue Nature plus tôt dans l'année, l'homme s'est concentré comme s'il écrivait. En fait, il a pensé à faire les lettres avec un stylo et un papier imaginaires. Pendant qu'il faisait cela, des électrodes implantées dans son cortex moteur ont enregistré des signaux de son activité cérébrale, qui ont ensuite été interprétés par des algorithmes fonctionnant sur un ordinateur externe, décodant les trajectoires du stylo imaginaire de T5, qui a mentalement tracé les 26 lettres de l'alphabet et quelques signes de ponctuation de base. L'équipe s'est félicitée de cette nouvelle avancée.
« Ce nouveau système utilise à la fois la richesse de l'activité neuronale enregistrée par les électrodes intracorticales et la puissance des modèles de langage qui, appliqués aux lettres décodées par les neurones, peuvent créer un texte rapide et précis », explique le premier auteur de l'étude, Frank Willett, chercheur en prothèses neuronales à l'université de Stanford. Des systèmes similaires développés dans le cadre du projet BrainGate transcrivent l'activité neuronale en texte depuis plusieurs années, mais de nombreuses interfaces précédentes se sont concentrées sur différentes métaphores cérébrales pour indiquer les caractères à écrire.
Il y a notamment frappe par pointer-cliquer avec un curseur d'ordinateur contrôlé par l'esprit. On ignorait toutefois dans quelle mesure les représentations neuronales de l'écriture manuscrite - une habileté motrice plus rapide et plus adroite - pouvaient être conservées dans le cerveau ni comment elles pouvaient être exploitées pour communiquer avec une ICM. Selon l'équipe de recherche, le cobaye T5 a montré à quel point un système d'écriture manuscrite virtuelle pouvait être prometteur pour les personnes qui ont perdu la quasi-totalité de leurs mouvements physiques indépendants.
Lors des tests, l'homme a pu atteindre une vitesse d'écriture de 90 caractères par minute (environ 18 mots par minute), avec une précision d'environ 94 % (et jusqu'à 99 % avec la correction automatique activée). Les chercheurs indiquent que ce taux est non seulement beaucoup plus rapide que les expériences ICM précédentes (utilisant des claviers virtuels), mais il est presque équivalent à la vitesse de frappe des utilisateurs de smartphones de la même tranche d'âge que l'homme, qui est d'environ 115 caractères ou 23 mots par minute.
« Nous avons appris que le cerveau conserve sa capacité à prescrire des mouvements fins une décennie entière après que le corps a perdu sa capacité à exécuter ces mouvements », a déclaré Willett. « Et nous avons appris que les mouvements intentionnels compliqués impliquant des vitesses changeantes et des trajectoires courbes, comme l'écriture manuscrite, peuvent être interprétés plus facilement et plus rapidement par les algorithmes d'intelligence artificielle que nous utilisons que les mouvements intentionnels plus simples comme le déplacement d'un curseur en ligne droite à une vitesse constante », a-t-il ajouté.
En gros, les chercheurs affirment que les lettres alphabétiques sont très différentes les unes des autres en matière de forme, de sorte que l'IA peut décoder l'intention de l'utilisateur plus rapidement au fur et à mesure que les caractères sont dessinés, par rapport à d'autres systèmes ICM qui n'utilisent pas des dizaines d'entrées différentes de la même manière. Malgré le potentiel de cette technologie, les chercheurs soulignent toutefois que le système actuel n'est pour l'instant qu'une preuve de concept, puisqu'il n'a fonctionné qu'avec un seul participant, et qu'il ne s'agit donc pas encore d'un produit complet et cliniquement viable.
Les prochaines étapes de la recherche pourraient consister à former d'autres personnes à l'utilisation de l'interface, à étendre le jeu de caractères pour inclure davantage de symboles (comme les majuscules), à affiner la sensibilité du système et à ajouter des outils d'édition plus sophistiqués pour l'utilisateur. Selon les chercheurs, il y a encore beaucoup de travail à faire, mais l'on pourrait assister à un nouveau développement passionnant, qui redonne la capacité de communiquer aux personnes qui l'ont perdue.
« Nos résultats ouvrent une nouvelle approche pour les ICM et démontrent la possibilité de décoder avec précision des mouvements rapides et dextres des années après la paralysie », ont conclu les chercheurs.
Source : Rapport de l'étude
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