Les implants cérébraux permettent à l’homme paralysé d’écrire sur l’écran en utilisant uniquement des idées

Le système utilise deux jeux d’électrodes implantées qui enregistrent l’activité cérébrale produite en pensant à l’écriture de lettres. Ces informations sont ensuite collectées et traitées en temps réel par un ordinateur, qui convertit ces données en mots à l’écran.

Laboratoire Shinoy / Erica Woodrum

Les humains ont toujours été fascinés par l’idée de quelqu’un ou de quelque chose qui peut lire dans nos pensées – que ce soit la télépathie, un ordinateur ou le Père Noël. Les scientifiques disent maintenant avoir développé un système qui combine l’apprentissage automatique et une interface cerveau-ordinateur, ou BCI, pour lire l’écriture manuscrite qui se produit dans le cerveau plutôt que sur le papier.

Une équipe de scientifiques a travaillé avec un homme de 65 ans paralysé du cou vers le bas, en utilisant des capteurs implantés dans son cerveau pour détecter l’activité neuronale associée à l’écriture manuscrite. Tout comme le volontaire imaginait écrire des lettres, cette activité a été introduite dans un algorithme qui la traduit, en temps réel, en texte affiché à l’écran.

Les détails de l’expérience sont au dossier Rapport dans le numéro actuel de la revue Nature. Co-auteur de l’étude Krishna Shinui, Un chercheur de l’Institut médical Howard Hughes de l’Université de Stanford, dit que cette méthode semble plus forte que des études similaires qui ont essayé Traduction de la parole Au lieu d’écrire à la main.

« Actuellement, d’autres enquêteurs peuvent obtenir environ 50 mots du dictionnaire en utilisant des méthodes d’apprentissage automatique lors du décodage de la parole », Shenoy. Il a dit dans un communiqué. « En utilisant l’écriture manuscrite de l’enregistrement de centaines de neurones individuels, nous pouvons écrire n’importe quelle lettre et donc n’importe quel mot fournit vraiment un » vocabulaire ouvert « qui peut être utilisé dans la plupart des situations de la vie. »

L’espoir est qu’un tel système puisse permettre aux personnes paralysées d’écrire et Communiquez efficacement sans utiliser vos mains. Neuralink, start-up soutenue par Elon Musk Elle est surtout connue pour avoir travaillé sur une technique d’implantation cérébrale similaire.

« Pensez simplement à la quantité de votre journée que vous passez sur un ordinateur ou à communiquer avec quelqu’un d’autre, » dit Shinui. « Restaurer la capacité des personnes qui ont perdu leur indépendance à interagir avec les ordinateurs et autres choses est de la plus haute importance, et c’est ce qui fait de ces projets une priorité. »

Le système a été montré comme preuve de concept chez un seul patient à ce jour. Il s’appuie sur des travaux antérieurs de l’équipe Shenoy où des participants implantés avec des capteurs neuronaux ont tenté des mouvements de bras pour déplacer un curseur sur l’écran pour pointer et appuyer sur des lettres et épeler des mots et des phrases. Cette méthode permettait aux gens de «taper» environ 40 caractères par minute, tandis que la nouvelle méthode d’écriture manuscrite affichait des taux allant jusqu’à 90 caractères par minute et serait un nouveau record pour l’écriture via BCI.

Les chercheurs notent que ce taux est à peu près le même que celui d’une personne du même âge qu’un participant de 65 ans tapant sur un smartphone.

Le système a capté des messages dans le cerveau d’un participant paralysé alors qu’il imaginait les écrire.

Willett et al. / Nature 2021 / Institut médical Howard Hughes

«La communication est fondamentale pour notre fonctionnement dans la société», a déclaré Debara Tucci, directrice de l’Institut national sur la surdité et autres troubles de la communication, l’un des auteurs de l’étude. « Dans le monde actuel de la communication basée sur Internet, les personnes souffrant de troubles physiques et de troubles de la parole peuvent faire face à des barrières de communication importantes et peut-être à l’isolement. Nous espérons que ces résultats encourageront le développement commercial de cette technologie BCI moderne.

Shenoy aimerait voir l’écriture manuscrite intégrée dans un système BCI plus complexe qui permet également le décodage de la parole, le signal et la navigation par clic comme les interfaces de smartphone actuelles.

« Avoir ces deux ou trois modes et basculer entre eux est quelque chose que nous faisons naturellement », a-t-il déclaré.

Ensuite, l’équipe vise à travailler avec un participant incapable de parler ou souffrant d’un trouble neurodégénératif tel que la SLA qui peut voler ceux qui ont du mal à parler.

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