Percée dans les interfaces cerveau-ordinateur : des électrodes implantables se connectent aux ordinateurs, permettant à l'IA d'aider les patients à 'parler' !

Une étude récente révèle des avancées significatives dans la technologie des interfaces cerveau-ordinateur (BCI), grâce à l'application de l'intelligence artificielle. Des médecins de l'Université de Californie à Davis ont implanté des électrodes dans la couche externe du cerveau de Casey Harrell, un patient atteint de SLA, réussissant à décoder ses tentatives de communication verbale. Ces résultats dépassent les attentes et établissent une nouvelle référence pour les décodeurs de langage implantés, mettant en lumière leur immense potentiel pour les patients souffrant de troubles de la parole.

La sclérose latérale amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative progressive qui affecte les cellules nerveuses contrôlant le mouvement musculaire volontaire, entraînant une atrophie musculaire graduelle et, au final, une incapacité à marcher, parler ou avaler. Au fur et à mesure de l'évolution de la maladie, les patients subissent généralement un déclin de leurs capacités orales.

Dans le cadre du traitement de Harrell, l'équipe médicale a implanté quatre réseaux d'électrodes, le double du nombre utilisé dans des études précédentes. Chaque réseau contenait 64 sondes capables de capter les signaux neuronaux générés lorsque Harrell tentait de parler. Trois semaines après la chirurgie, l'équipe de recherche a réussi à connecter le dispositif à un ordinateur. Après une brève phase d'apprentissage, le dispositif a enregistré ses intentions verbales avec une précision impressionnante de 99,6 %.

Les chercheurs ont souligné que le dispositif a contourné l'état de Harrell en se concentrant sur le cortex moteur, la zone responsable de la génération des commandes de langage. Le neuroscientifique Sergey Stavisky a déclaré : "La clé réside dans l'arrangement précis de plusieurs électrodes ciblant directement les régions du cerveau les plus impliquées dans l'expression linguistique."

Dès le deuxième jour des essais, le dispositif a atteint une précision de 90 % en traitant un vocabulaire de 125 000 mots, lui permettant de générer des phrases écrites par Harrell avec sa propre voix pour la première fois. Les chercheurs ont utilisé des enregistrements et des interviews de podcast d'avant sa maladie pour créer une simulation AI de sa voix familière. Grâce à un entraînement continu, les performances du dispositif se sont améliorées, permettant à Harrell de prononcer près de 6 000 mots distincts sur huit mois, avec un taux de précision de 97,5 %.

Cette réalisation marque une amélioration significative par rapport à de nombreuses applications mobiles qui transcrivent la parole, généralement autour de 75 % de précision. Contrairement au dispositif Neuralink d'Elon Musk, cet implant permet aux patients d'explorer des domaines linguistiques plus complexes et d'engager des conversations quotidiennes avec leur famille et leurs amis.

Le succès de cette recherche est attribué à des outils d'IA linguistique comme ChatGPT. À tout moment, l'implant recueille des signaux provenant de l'activité neuronale, les transformant en unités de parole qui sont ensuite assemblées en mots et en phrases, articulant efficacement ce que Harrell souhaitait exprimer.

Cependant, il demeure incertain si cette technologie sera également efficace pour les patients présentant une paralysie plus sévère. Bien que Harrell ait connu des déclins significatifs de ses capacités de parole, il ne les a pas complètement perdues. De plus, les coûts élevés associés à cette technologie pourraient représenter un obstacle pour la plupart des patients.