Une neuroprothèse permet à une personne atteinte de SLA de « parler » et de « chanter » en temps réel.
L'une des conséquences dévastatrices de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) est l'incapacité des personnes atteintes à communiquer. Certains patients décrivent la maladie comme étant enfermés dans leur propre corps et incapables de communiquer.
Bien qu'il n'existe aucun traitement capable d'inverser ou de soulager la maladie, la technologie tente heureusement de lever le confinement de ces personnes. Cette technologie pionnière a permis à une personne atteinte de SLA de parler en temps réel.
Jusqu'à présent, les systèmes utilisés étaient similaires à la messagerie texte. Le nouveau système, présenté dans la revue Nature , permet des conversations plus naturelles.
Bien qu'il ne s'agisse que d'un cas isolé – le participant est inscrit à l'essai clinique BrainGate2 à UC Davis Health –, sa capacité à communiquer par ordinateur a été rendue possible grâce à une interface cerveau-ordinateur (ICO) expérimentale. Cette nouvelle technologie permet de traduire instantanément l'activité cérébrale en parole lorsqu'une personne tente de parler, créant ainsi un conduit vocal numérique.
Le système permettait au patient de « parler » à sa famille via un ordinateur en temps réel, de changer son intonation et de « chanter » des mélodies simples.
Sergey Stavisky, auteur principal de l'article, compare ce système à un appel vocal en temps réel. Ainsi, les utilisateurs de neuroprothèses pourront participer plus activement à une conversation. Par exemple, ils pourront interrompre la conversation, et les autres seront moins susceptibles de les interrompre accidentellement, explique Stavisky.
Le décodage des signaux cérébraux est au cœur des nouvelles technologies
L'interface cerveau-ordinateur (BCI) expérimentale se compose de quatre réseaux de microélectrodes implantés chirurgicalement dans la région du cerveau responsable de la production de la parole.
Les appareils enregistrent l’activité des neurones du cerveau et l’envoient à des ordinateurs qui interprètent les signaux pour reconstruire la voix.
« Le principal obstacle à la synthèse vocale en temps réel résidait dans le fait de ne pas savoir exactement quand et comment la personne souffrant de perte de la parole essayait de parler », explique Maitreyee Wairagkar, premier auteur de l'étude. « Nos algorithmes associent l'activité neuronale aux sons souhaités à chaque instant. Cela nous permet de synthétiser les nuances de la parole et de donner au participant le contrôle de la cadence de sa voix BCI. »
Le patient utilisant l'interface
Régents de l'UC
L'interface cerveau-ordinateur a pu traduire les signaux neuronaux des participants à l'étude en paroles audibles, reproduites par un haut-parleur très rapidement : un quarantième de seconde. Ce bref délai est similaire à celui qu'une personne ressent lorsqu'elle parle et entend sa propre voix.
La technologie permettait également au participant de prononcer de nouveaux mots (des mots que le système ne connaissait pas encore) et d'utiliser des interjections. Il pouvait moduler l'intonation de sa voix générée par ordinateur pour poser une question ou souligner certains mots d'une phrase.
Le participant a également fait des pas vers la variation de la hauteur tonale en chantant des mélodies simples et courtes.
Le processus de traduction instantanée de l’activité cérébrale en parole synthétisée est facilité par des algorithmes avancés d’intelligence artificielle.
Les auteurs expliquent que les algorithmes du nouveau système ont été entraînés à partir de données recueillies pendant que le participant tentait de prononcer des phrases affichées sur un écran d'ordinateur. Cela a fourni aux chercheurs des informations sur ce que le participant essayait de dire.
« Notre voix fait partie de ce qui nous définit en tant qu'êtres humains. Perdre la capacité de parler est dévastateur pour les personnes atteintes de troubles neurologiques », explique David Brandman, le neurochirurgien qui a implanté le participant.
Les résultats de cette recherche sont porteurs d'espoir pour ceux qui souhaitent parler mais n'en sont pas capables. Cependant, les chercheurs soulignent que, si ces résultats sont prometteurs, les neuroprothèses de reconnaissance de la parole n'en sont qu'à leurs débuts.
abc
