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Une étude récente montre qu’avec le soutien de la technologie de l’intelligence artificielle, la technologie des interfaces cerveau-ordinateur a fait des progrès significatifs.

Des médecins de l'Université de Californie à Davis ont implanté des électrodes dans la couche externe du cerveau de Casey Harrell, patient atteint de sclérose latérale amyotrophique (SLA), pour déchiffrer ce qu'il essaie de dire. Les chercheurs ont constaté que les résultats du traitement dépassaient les attentes, établissant une nouvelle référence pour les décodeurs vocaux implantés et démontrant la puissance potentielle de ces appareils pour les personnes souffrant de troubles de la parole.

La SLA est une maladie neurodégénérative évolutive affectant le système nerveux. Il affecte les cellules nerveuses (neurones moteurs) qui contrôlent les mouvements musculaires volontaires, provoquant un affaiblissement et une atrophie progressifs des muscles, entraînant finalement la perte de la capacité du patient à marcher, à parler, à avaler et même à respirer. À mesure que la maladie progresse, les muscles qui contrôlent la parole et la déglutition sont progressivement endommagés, ce qui entraîne des troubles de l'élocution et une atrophie des muscles de la main, ce qui rend également difficile pour les patients de s'exprimer avec des mots, conduisant finalement à une détérioration de la capacité d'élocution.

Selon les médias, l'équipe soignante de Harrell a implanté chirurgicalement quatre réseaux d'électrodes, qui ressemblent à de minuscules lits de clous, dans la couche externe de son cerveau. C'est le double du nombre d'implants implantés dans les zones linguistiques des patients SLA précédemment dans une autre étude. Les 64 sondes de chaque réseau capturaient les signaux électriques des neurones alors qu'Harrell essayait de bouger ses lèvres, sa mâchoire et sa langue pour parler.

Trois semaines après l'opération, les chercheurs ont réussi à connecter l'implant à un réseau d'ordinateurs via des fils attachés à deux poteaux métalliques sur le crâne de Harrell.

Après que l'ordinateur ait brièvement appris le discours de Harrell, l'appareil a commencé à enregistrer ce qu'il voulait dire en 50 mots avec une précision de 99,6 %.

Les chercheurs affirment que l'appareil contourne la maladie de Harrell, en s'appuyant non pas sur ses muscles faciaux affaiblis, mais sur la partie du cortex moteur de son cerveau qui formule initialement les instructions pour parler.

"L'innovation clé consiste à cibler davantage de réseaux très précisément sur les régions du cerveau les plus expressives du langage", a déclaré Sergey Stavisky, neuroscientifique à l'Université de Californie à Davis, qui a dirigé l'étude.

Le deuxième jour de test, l'appareil a pu couvrir 125 000 mots avec une précision de 90 % et a généré pour la première fois des phrases écrites par Harrell lui-même. De plus, l'appareil prononçait les phrases avec une voix qui ressemblait beaucoup à la sienne : à l'aide d'interviews en podcast et d'autres enregistrements anciens, les chercheurs ont utilisé l'IA pour imiter profondément la voix de Harrell avant qu'il ne tombe malade.

Au fur et à mesure que les chercheurs entraînaient l’appareil à reconnaître sa voix, la situation s’améliorait de plus en plus.L'étude rapporte qu'en huit mois, Harrell a prononcé près de 6 000 mots différents. La précision de l'appareil reste à 97,5 %.

Ce score dépasse la précision de nombreuses applications téléphoniques qui transcrivent la parole. Cela marque également une amélioration par rapport aux études précédentes, dans lesquelles l’implant était précis à environ 75 %, avec un mot sur quatre susceptible d’être mal compris.

Et contrairement au dispositif Neuralink d'interface cerveau-ordinateur de Musk qui aide les gens à déplacer un curseur sur un écran, l'implant de Harrell lui permet d'explorer des zones de parole infiniment plus grandes et plus complexes, ce que les chercheurs disent être un système pour lequel les patients peuvent utiliser tous les jours. communiquer avec la famille et les amis.

Les chercheurs affirment que cette réussite est due en partie aux modèles d’intelligence artificielle utilisés dans des outils linguistiques comme ChatGPT.À tout moment, l'implant de Harrell capte l'activité d'un groupe de neurones, traduisant leurs schémas d'activation en unités sonores de voyelles ou de consonnes. L'ordinateur regroupe ensuite une chaîne de ces sons en un mot, et une chaîne de mots en une phrase, choisissant le résultat qui, selon lui, correspond le plus probablement à ce que Harrell essaie de dire.

Cependant, il n'est pas clair si les mêmes implants seraient tout aussi utiles chez les patients souffrant de paralysie plus grave. Car, même si la capacité d’élocution de Harrell s’est détériorée, elle n’a pas disparu. De plus, bien que cet ensemble de technologies ait des effets significatifs, elles sont coûteuses et ne peuvent pas être couvertes par la plupart des assurances, ce qui les rend inabordables pour les gens ordinaires.