Des scientifiques ont trouvé un moyen de décoder les signaux cérébraux en parole

Une illustration conceptuelle des ondes cérébrales et de la parole Nick Petit

Vous n'avez pas à y penser : lorsque vous parlez, votre cerveau envoie des signaux à vos lèvres, votre langue, votre mâchoire et votre larynx, qui travaillent ensemble pour produire les sons souhaités.

Maintenant, des scientifiques de San Francisco disent qu'ils ont exploité ces signaux cérébraux pour créer un appareil capable de cracher des phrases complètes, comme Ne faites pas la vaisselle sale de Charlie et L'équipement critique a besoin d'un entretien approprié.

La recherche est une étape vers un système capable d'aider les personnes gravement paralysées à parler - et, peut-être un jour, des gadgets grand public permettant à n'importe qui d'envoyer un texte directement depuis le cerveau. .

Une équipe dirigée par le neurochirurgien Edward Chang de l'Université de Californie à San Francisco a enregistré à partir du cerveau de cinq personnes épileptiques, qui subissaient déjà une chirurgie cérébrale, alors qu'elles parlaient à partir d'une liste de 100 phrases.

Lorsque l'équipe de Chang a ensuite transmis les signaux à un modèle informatique du système vocal humain, il a généré une parole synthétisée qui était à peu près à moitié intelligible.

Un échantillon de parole généré en décodant les signaux cérébraux d'un patient.

L'effort ne relève pas de la pensée abstraite, mais écoute plutôt les nerfs qui se déclenchent lorsqu'ils disent à vos organes vocaux de bouger. Auparavant, les chercheurs ont utilisé ces signaux moteurs provenant d'autres parties du cerveau pour contrôler les bras robotiques.

Nous puisons dans les parties du cerveau qui contrôlent ces mouvements - nous essayons de décoder les mouvements, plutôt que de parler directement, dit Chang.

Dans l'expérience de Chang, les signaux ont été enregistrés à l'aide d'un tampon flexible d'électrodes appelé réseau d'électrocorticographie, ou ECoG, qui repose sur la surface du cerveau.

Pour tester dans quelle mesure les signaux pouvaient être utilisés pour recréer ce que les patients avaient dit, les chercheurs ont diffusé les résultats synthétisés à des personnes embauchées sur Mechanical Turk, un site de crowdsourcing, qui ont essayé de les transcrire en utilisant un pool de mots possibles. Ces auditeurs pouvaient comprendre environ 50 à 70 % des mots, en moyenne.

Il s'agit probablement du meilleur travail actuellement réalisé en BCI [interfaces cerveau-ordinateur], déclare Andrew Schwartz, chercheur sur ces technologies à l'Université de Pittsburgh. Il dit que si les chercheurs plaçaient des sondes dans le tissu cérébral, et pas seulement au-dessus du cerveau, la précision pourrait être bien meilleure.

Des efforts antérieurs ont cherché à reconstruire des mots ou des sons de mots à partir de signaux cérébraux. En janvier de cette année, par exemple, des chercheurs de l'Université de Columbia ont mesuré des signaux dans la partie auditive du cerveau lorsque des sujets entendaient quelqu'un d'autre prononcer les chiffres de 0 à 9. Ils ont ensuite pu déterminer quel nombre avait été entendu.

Les interfaces cerveau-ordinateur ne sont pas encore assez avancées, ni assez simples, pour assister les personnes paralysées, bien que ce soit un objectif des scientifiques.

L'année dernière, un autre chercheur de l'UCSF a commencé à recruter des personnes atteintes de SLA, ou maladie de Lou Gehrig, pour recevoir des implants ECoG. Cette étude tentera de synthétiser la parole, selon une description de l'essai, ainsi que de demander aux patients de contrôler un exosquelette soutenant leurs bras.

Chang dit que son propre système n'est pas testé chez les patients. Et on ne sait toujours pas si cela fonctionnerait pour les personnes incapables de bouger la bouche. L'équipe de l'UCSF dit que leur configuration ne fonctionnait pas aussi bien lorsqu'ils demandaient aux orateurs de prononcer silencieusement des mots au lieu de les dire à haute voix.

Certaines entreprises de la Silicon Valley ont déclaré qu'elles espéraient développer des lecteurs commerciaux de cerveau pensée-texte. L'un d'eux, Facebook, affirme qu'il finance des recherches connexes à l'UCSF pour démontrer la première interface vocale silencieuse capable de taper 100 mots par minute, selon un porte-parole.

Facebook n'a pas payé pour l'étude actuelle et l'UCSF a refusé de décrire les recherches supplémentaires qu'elle effectue au nom du géant des médias sociaux. Mais Facebook dit qu'il voit le système implanté comme une étape vers le type d'appareil grand public qu'il veut créer.

Cet objectif est bien aligné avec la mission de l'UCSF de développer une prothèse de communication implantable pour les personnes qui ne peuvent pas parler - une mission que nous soutenons. Facebook ne développe pas de produits nécessitant des dispositifs implantables, mais la recherche à l'UCSF pourrait éclairer la recherche sur les technologies non invasives, a déclaré la société.

Chang dit qu'il n'est au courant d'aucune technologie capable de fonctionner de l'extérieur du cerveau, où les signaux se mélangent et deviennent difficiles à lire.

L'étude que nous avons menée impliquait des personnes subissant une neurochirurgie. Nous ne sommes vraiment pas au courant de la technologie non invasive actuellement disponible qui pourrait vous permettre de faire cela de l'extérieur de la tête, dit-il. Croyez-moi, si cela existait, cela aurait de profondes applications médicales.

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