Manipulations cérébrales à dessein communicatif

Manipuler l'activité cérébrale pour mieux communiquer

On peut retrouver de l'intelligence artificielle aussi bien dans nos maisons, avec les hauts-parleurs connectés, que dans nos voitures, avec la conduite autonome mais aussi dans nos interactions avec des robots qui répondent à nos communications, comme avec les chatbots.

Si dans l’immédiat les IA peuvent déjà s’exprimer, il est toutefois difficile, à l’inverse, de pouvoir extérioriser le contenu de nos pensées sous forme orale sans passer par le corps. Difficile, mais pas impossible, car bientôt, la fiction rejoindra la réalité et permettra alors à la science de faire une avancée considérable dans le domaine de la communication, au moment où celle-ci pourra s’effectuer de manière totalement mentale, un peu à la manière de la télékinésie.

Présentation de deux projets en cours, où la transposition de la parole permet la communication en dépit des contraintes paralytiques invalidantes. Quand la manipulation cérébrale permet de passer au-delà des handicaps…

Le syndrome d’enfermement

Le premier projet de recherche a été élaboré en 2017 par une équipe internationale, issue de Chine, Suisse, Allemagne et des États-Unis. Cette recherche portait sur le «locked-in syndrome», ou syndrome d’enfermement, qui, pour résumer, concerne des personnes éveillées et totalement conscientes, mais incapables de bouger ou parler, à l’exception du mouvement des paupières et des yeux quelques fois.

Par le biais de ce projet, l’équipe internationale a mis au point une interface cerveau-ordinateur qui permet de déchiffrer les pensées de ces personnes atteintes de ce syndrome. Mais comment cela fonctionne-t-il dans la pratique ?

L’interface informatisée, non-invasive, pose des questions et détecte les réponses en mesurant les changements des concentrations d'oxygène dans le sang au niveau cérébral. Un électroencéphalogramme opère alors, de concert avec une spectroscopie, afin de déterminer l’activité électrique au niveau du cerveau.

La communication peut donc être établie en dépit du manque de parole, uniquement par mesure de l’oxygénation sanguine du patient. Cette étude est accessible directement sur le site Plosbiology.

La tétraplégie

Cette maladie, tristement rendue célèbre par Christopher Reeve, le Superman des années 80, a également eu droit à son avancée technologique en matière de communication. Là aussi, il est question de paralysie complète des quatre membres . Dans ce cas, un système doté d’une interface cerveau-ordinateur leur a permis de contrôler, par la pensée, des tablettes et donc, de pouvoir « discuter » avec leurs proches.

Un deuxième projet, nommé Braingate, a vu le jour en novembre 2018 grâce aux travaux de plusieurs chercheurs américains. Ici aussi, il est question d’activité neurale enregistrée par un capteur placé dans le cortex moteur, créant alors des signaux qui seront décodés et transférés à une interface extérieure, fonctionnant un peu comme une souris sans-fil pour les patients et leur permettant de naviguer sur Internet, d’écrire, voire de jouer de la musique ! Là encore, tout le détail dans la revue PlosOne.

Et demain ?

Certes, au niveau scientifique, l’avancée est incontestablement positive, surtout du point de vue des patients qui se voient enfin offrir l’occasion de communiquer de nouveau avec leurs proches, mais aussi de leur rendre une certaine autonomie, aussi infime soit-elle, en leur permettant de contrôler, par leur pensée, des dispositifs externes de communication.

Mais que se passera-t-il quand ce même procédé se verra être offert au grand public ? Car oui, cela est en cours, comme nous l’apprenons dans le magazine Scientific Reports de janvier 2019 : « Vers la reconstruction du discours intelligible à partir du cortex auditif humain », ou, tout simplement, comment transposer la pensée en paroles…

Ici aussi le système demeure similaire : l’activité cérébrale d’une personne est analysée puis, à l’aide d’une intelligence artificielle et de synthétiseurs de parole, des mots sont reconstruits et sont alors complètement audibles avec une véritable qualité sonore !

Originellement, ce projet développé par des chercheurs de l’Université Columbia (États-Unis) était destiné aux victimes d’AVC ou souffrant d’un handicap les empêchant de s’exprimer, mais il s’avère que l’idée de communication entre le cerveau et l’ordinateur a fait son chemin…

De plus, leurs travaux ont permis d’établir une véritable « inquisition » à travers le cerveau en ce qui concerne son activité au moment de la communication : que ce soit en mode actif (parler) ou passif (écouter), des signaux sont perceptibles dans le cerveau et l’analyse des spectrogrammes a permis de définir visuellement les diverses fréquences sonores. Il ne manquait plus à cela qu’un vocodeur, un algorithme informatique qui peut synthétiser la parole après avoir été formé à l'écoute de conversations humaines, à l’instar de ceux utilisés par les Siri d’Apple ou Alexa d’Amazon. Le défi était maintenant de paramétrer ce vocodeur pour qu’il comprenne l’activité cérébrale en plus de la voix… et l’expérience continue ! Les résultats sont encourageants dans l’immédiat et la prochaine étape serait peut-être l’implantation d’une micropuce qui rendrait possible la synthétisation de la pensée en paroles. Affaire à suivre !

Si cette technologie parvenait vraiment à se développer, il faudrait certes s’en réjouir, mais également s’en inquiéter, car réussir à contrôler, cela veut aussi dire pouvoir manipuler…

Quoiqu’il en soit, ce n’est pas encore demain que nous verrons dans nos classes apprenants ou enseignants devenir muets et ne parler que par interface interposée, rassurez-vous, la parole et les langues, par extension, ont encore de beaux jours devant elles !

Sources

Des personnes atteintes du syndrome d’enfermement arrivent à communiquer, Alain Labelle, Radio Canada, janvier 2017,
https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1014526/syndrome-enfermement-communication-nouvelle-technologie

Brain–Computer Interface–Based Communication in the Completely Locked-In State,
https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1002593

Des personnes tétraplégiques contrôlent des tablettes par la pensée, Radio Canada, novembre 2018,
https://ici.radio-canada.ca/nouvelle/1137463/personnes-paralysees-tablettes-controle-pensee

Cortical control of a tablet computer by people with paralysis, novembre 2018,
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0204566

Towards reconstructing intelligible speech from the human auditory cortex, Scientifi Reports, janvier 2019,
https://www.nature.com/articles/s41598-018-37359-z

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