Une nouvelle interface cerveau-ordinateur permet un homme de communiquer avec son fils et de lui demander une bire

Un Allemand de 36 ans en tat d’enfermement total a t quip d’un nouveau systme d’interface cerveau-ordinateur (ICO) reposant sur un retour auditif. L’homme a appris modifier son activit crbrale en rponse ce retour auditif pour composer des messages simples. Selon un article publi rcemment dans Nature Communications, il a utilis cette capacit pour demander une bire, pour que ses soignants lui fassent couter son groupe de rock prfr et pour communiquer avec son jeune fils.

Les ICB interagissent avec les cellules du cerveau, enregistrant l’activit lectrique des neurones et traduisant ces signaux en actions. Ces systmes impliquent gnralement des capteurs lectrodes pour enregistrer l’activit neuronale, un chipset pour transmettre les signaux et des algorithmes informatiques pour traduire les signaux. Les BCI peuvent tre externes, comme les EEG mdicaux, c’est–dire que les lectrodes sont places sur le cuir chevelu ou le front l’aide d’un capuchon portable, ou elles peuvent tre implantes directement dans le cerveau. La premire mthode est moins invasive mais peut-tre moins prcise car davantage de bruit interfre avec les signaux ; la seconde ncessite une opration du cerveau, ce qui peut tre risqu.

Mais pour de nombreux patients paralyss ou le monde a assist deux tapes importantes sur le front des ICB. En mars 2021, la presse a fait tat de la dmonstration par Neuralink d’un singe jouant Pong l’aide d’un implant crbral connect sans fil l’ordinateur du jeu. Pour y parvenir, la socit a russi miniaturiser l’appareil et le faire communiquer sans fil. En avril 2021, des chercheurs du consortium BrainGate ont dmontr avec succs une BCI sans fil large bande passante chez deux sujets humains ttraplgiques.

Une nouvelle interface cerveau ordinateur permet a un homme de communiquer

Cette dernire tude a utilis une BCI implante avec fil. Les personnes atteintes de sclrose latrale amyotrophique (SLA), familirement appele maladie de Lou Gehrig, sont souvent paralyses et il leur est impossible de communiquer, bien qu’elles soient cognitivement fonctionnelles. Plusieurs dispositifs d’assistance ont t mis au point pour aider restaurer la capacit de communication, notamment les BCI qui reposent sur les mouvements oculaires. Mais les patients qui se trouvent dans un tat d’enfermement complet ont perdu jusqu’ cette infime partie de leur contrle moteur.

L’homme allemand dans l’tude a t diagnostiqu avec une atrophie musculaire progressive en aot 2015, une variante de la SLA qui affecte slectivement les neurones moteurs. En quelques mois, il tait incapable de marcher ou de communiquer verbalement, et en juillet 2016, il tait ventil artificiellement et aliment par un tube. L’homme a d’abord communiqu via un dispositif d’assistance bas sur les mouvements oculaires, mais son tat s’est dtrior.

Ralisant que ce n’tait qu’une question de temps avant qu’il ne perde tout contrle sur le mouvement de ses yeux et ne soit compltement enferm, la famille de l’homme a demand aux coauteurs Niels Birbaumer de l’Universit de Tbingen et Ujwal Chaudhary d’ALS Voice gGmbH en Allemagne quelles taient les options alternatives. Une BCI implante a t juge comme la meilleure option, et des neurochirurgiens de Munich ont ralis l’opration en mars 2019.

Ils ont plac deux rseaux de microlectrodes dans le cortex moteur gauche du patient (le ct dominant) pour dtecter les signaux neuronaux, qui pourraient tre envoys via une connexion filaire un ordinateur pour tre traits. Le logiciel NeuroKey dcode ensuite ces donnes et les restitue sous forme de tonalits de retour auditives, la vue du patient tant trs limite. Le patient a rapidement appris moduler la tonalit sonore et, finalement, moduler son taux d’excitation neuronale pour qu’il corresponde la frquence de la rtroaction. Aprs plusieurs mois de sances d’entranement, l’homme pouvait slectionner des lettres et peler des mots pour communiquer.

Le premier message tait un simple remerciement Birbaumer et au reste de l’quipe. D’autres messages concernaient les prfrences de l’homme en matire de soins : il demandait un massage de la tte ou plus de gel sur son il (qui tait sujet la scheresse) et demandait une position plus haute de la tte en prsence de visiteurs. Il a mme fait des suggestions pour amliorer les performances du systme orthographique.

Source : Nature

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