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L’interface cerveau-ordinateur expérimente pour la première fois pour décoder les mots « prononcés » entièrement dans le cerveau en temps réel

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Les neurones du SMG représentent les processus linguistiques. a, Des mots et des sons écrits ont été utilisés pour indiquer six mots et deux pseudo-mots chez un participant tétraplégique. b – e, exemple de taux de déclenchement lissés de neurones réglés sur quatre mots dans le SMG pour le participant 1 (signal auditif, python (b) et signal écrit, téléphone (c)) et le participant 2 (signal écrit, nifzig (d), et signal écrit, cuillère (e)). En haut : la cadence de tir moyenne sur 8 ou 16 essais En bas : un exemple d’essai avec l’amplitude audio associée (gris). Crédit: Comportement humain (2024). DOI : 10.1038/s41562-024-01867-y

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Les neurones du SMG représentent les processus linguistiques. a, Des mots et des sons écrits ont été utilisés pour indiquer six mots et deux pseudo-mots chez un participant tétraplégique. b – e, exemple de taux de déclenchement lissés de neurones réglés sur quatre mots dans le SMG pour le participant 1 (signal auditif, python (b) et signal écrit, téléphone (c)) et le participant 2 (signal écrit, nifzig (d), et signal écrit, cuillère (e)). En haut : la cadence de tir moyenne sur 8 ou 16 essais En bas : un exemple d’essai avec l’amplitude audio associée (gris). Crédit: Comportement humain (2024). DOI : 10.1038/s41562-024-01867-y

Une équipe de spécialistes du cerveau du California Institute of Technology a développé une approche d’interface cerveau-ordinateur (BCI) pour décoder les mots « prononcés » entièrement dans le cerveau en enregistrant les signaux des neurones individuels en temps réel – une première.

Dans leurs étuderapporté dans le journal Comportement humainle groupe a implanté des sondes dans le gyrus supramarginal, une région du cerveau jamais testée auparavant avec la technologie BCI.

Les éditeurs de Comportement humain ont également publié un Briefing de recherche dans le même numéro de revue décrivant le travail du groupe.

Au cours des dernières décennies, les scientifiques ont développé une technologie permettant de lire les pensées d’une personne et de les convertir en mots imprimés sur un écran d’ordinateur. De tels travaux ont conduit au développement de la technologie BCI, bien qu’avec des capacités limitées. Certaines technologies pouvaient reconnaître des mots, par exemple, mais la plupart étaient utilisées en collaboration avec des interprètes qualifiés et testées sur des personnes qui parlaient également.

Pour cette nouvelle étude, l’équipe de recherche a légèrement déplacé l’aiguille en testant la technologie BCI sur une autre partie du cerveau ; ils étaient capables de décoder quelques mots qui n’étaient « prononcés » que dans le cerveau.

Le travail consistait à placer des électrodes dans le cerveau de deux volontaires souffrant de lésions médullaires. Les électrodes ont été implantées dans le gyrus supramarginal, une partie du cerveau qui, selon des recherches récentes, est impliquée dans la parole subvocale.

Après avoir laissé les patients guérir pendant deux semaines, les chercheurs ont commencé à collecter des données pour le BCI, qui avait déjà été entraîné à reconnaître les signaux cérébraux de six mots tests, ainsi que de deux mots sans signification, pour servir de contrôle. Il a ensuite été demandé aux volontaires à plusieurs reprises d’imaginer prononcer les mots affichés sur un écran d’ordinateur pendant que les signaux de leur cerveau étaient décodés.

L’équipe de recherche a constaté qu’elle était capable de décoder les mots pour un patient avec une précision de 79 % et de 23 % pour l’autre. Les deux efforts ont été considérés comme un succès, même si les chercheurs n’ont pas été en mesure d’expliquer pourquoi ils ont constaté une si grande différence entre les volontaires.

Plus d’information:
Sarah K. Wandelt et al, Représentation de la parole interne par des neurones uniques dans le gyrus supramarginal humain, Comportement humain (2024). DOI : 10.1038/s41562-024-01867-y

Le dispositif d’interface cerveau-machine traduit la parole interne en texte, Comportement humain (2024). DOI : 10.1038/s41562-024-01869-w

Informations sur la revue :
Comportement humain



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