Un homme paralysé utilise ses pensées pour envoyer des SMS
Imaginez envoyer des SMS rien qu’en y pensant.
L’implant cérébral est plus petit qu’une pièce de 10 cents. BrainGate / Brown University
Des neuroscientifiques viennent de réussir à traduire les signaux cognitifs liés à l’écriture manuscrite en texte en temps réel, pour la première fois, selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature.
La nouvelle technique des chercheurs a fait voler en éclats la méthode précédente, doublant la vitesse et permettant à un homme paralysé d’envoyer un texte à un rythme de 90 caractères par minute.
Les interfaces cerveau-ordinateur viennent de doubler la vitesse d’envoi de SMS par la pensée
Le système a été conçu par BrainGate pour « permettre aux personnes souffrant de graves troubles de la parole et de la motricité de communiquer par texte, par courrier électronique ou par d’autres formes d’écriture », a déclaré Jaimie Henderson, codirectrice du Neural Prosthetics Translational Laboratory de l’université de Stanford, qui est également co-auteur de l’étude. Les signaux produits dans le cerveau par les pensées et liés à l’écriture manuscrite ont été traduits en texte en temps réel, ce qui a permis à un homme paralysé d’écrire 16 mots par minute.
Grâce à des implants cérébraux et à un algorithme d’apprentissage automatique, le système a décodé les signaux cérébraux liés à l’écriture manuscrite et a inséré l’homme paralysé dans la réalité numérique des communications modernes. BrainGate est un consortium qui a réalisé des avancées majeures dans le développement des interfaces cerveau-ordinateur (BCI) ces dernières années. Il s’agit notamment d’un bras robotique complexe contrôlé par le cerveau, initialement dévoilé en 2012, ainsi que d’une BCI sans fil à large bande passante plus récente destinée à un usage humain. Le nouveau projet visant à développer une nouvelle interface cerveau-ordinateur pour l’écriture manuscrite a progressé sous la direction de Frank Willett, un chercheur de Stanford. Un autre neuroscientifique, Krishna Shenoy, du Howard Hughes Medical Institute, ainsi que Henderson (un neurochirurgien de Stanford) ont supervisé le développement.
En 2017, Shenoy et ses collègues ont mis au point un système de conversion de la pensée en texte capable de surpasser les techniques antérieures, qui permettaient aux singes d’écrire des textes à raison de 12 mots par minute. Ce succès est devenu le fondement d’autres travaux sur une interface cerveau-ordinateur qui s’est manifestée plus tard cette année-là, et qui offrait aux personnes paralysées la possibilité de taper 40 caractères (environ 80 mots) par minute. Mais à l’heure actuelle, « les travaux actuels vont au-delà de l’article de 2017 en faisant plus que doubler la vitesse de frappe d’une personne paralysée, et utilisent une méthode entièrement nouvelle et différente », a écrit Henderson dans un courriel adressé à Gizmodo. C’est vrai parce qu’avant cela, personne n’avait essayé de capturer et de reproduire l’acte mental de l’écriture manuscrite – et l’expérience inédite visait à concevoir spécifiquement un système de conversion de la pensée en texte jamais vu auparavant.
La nouvelle interface cerveau-ordinateur est prometteuse mais extrêmement invasive
Le sujet de l’expérience était un homme de 65 ans qui avait subi une blessure grave et paralysante de la moelle épinière une décennie auparavant. « Deux capteurs mesurant chacun 4×4 mm, soit à peu près la taille d’une aspirine pour bébé, avec 100 électrodes fines comme des cheveux, ont été placés dans les couches externes du cortex moteur du cerveau – la zone qui contrôle les mouvements du côté opposé du corps », explique Henderson dans le rapport de Gizmodo. « Ces électrodes peuvent enregistrer les signaux d’une centaine de neurones », puis traiter les signaux par ordinateur « pour décoder l’activité cérébrale associée à l’écriture de lettres individuelles ».
C’est vraiment magnifique.
Au milieu de l’expérience, l’homme a essayé de bouger sa main paralysée comme il le ferait pour écrire physiquement des mots. Dans son esprit, il a visualisé l’acte « d’écrire les lettres les unes au-dessus des autres avec un stylo sur un bloc-notes jaune ». Pendant qu’il faisait cela, un décodeur tapait chaque lettre qu’il imaginait écrire pendant qu’elle était « identifiée par le réseau neuronal », a ajouté M. Henderson. Le symbole « plus grand que » a été utilisé pour indiquer les espaces entre les mots, ce qui est devenu le seul moyen de détecter le désir ou l’intention de l’auteur de laisser un espace entre les lettres.
Nous ne saurions trop insister sur le caractère émouvant et franchement touchant de ce projet. Mais si le système peut différencier les lettres avec un taux de précision d’environ 95 % – permettant à Henderson d’atteindre environ les trois quarts du taux de frappe moyen des personnes de plus de 65 ans utilisant des smartphones – le système a quelques limites évidentes. La chirurgie cérébrale est explicitement invasive. De plus, le système d’apprentissage automatique n’est pas universel et doit s’adapter aux nuances cognitives de chaque utilisateur, ce qui implique un processus « très intensif en termes de calcul » qui nécessite « un ordinateur spécialisé à haute performance ou un cluster de calcul ». Nous sommes encore loin d’entendre les médecins proposer cette nouvelle interface cerveau-ordinateur pour aider la victime paralysée moyenne, mais le potentiel de ce système pourrait un jour transformer à jamais notre façon d’écrire.
Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche
