Une femme paralysée capable de « parler » grâce à un avatar numérique, première mondiale | Neurosciences

Une femme gravement paralysée a pu parler à travers un avatar grâce à une technologie qui traduisait ses signaux cérébraux en paroles et en expressions faciales.

Cette avancée laisse espérer que les interfaces cerveau-ordinateur (BCI) pourraient être sur le point de transformer la vie des personnes qui ont perdu la capacité de parler en raison de maladies telles que les accidents vasculaires cérébraux et la sclérose latérale amyotrophique (SLA).

Jusqu’à présent, les patients devaient compter sur des synthétiseurs vocaux d’une lenteur frustrante qui consistaient à épeler des mots en utilisant le suivi oculaire ou de petits mouvements du visage, rendant impossible une conversation naturelle.

La dernière technologie utilise de minuscules électrodes implantées à la surface du cerveau pour détecter l’activité électrique dans la partie du cerveau qui contrôle la parole et les mouvements du visage. Ces signaux sont traduits directement dans le discours et les expressions faciales d’un avatar numérique, notamment un sourire, un froncement de sourcils ou une surprise.

“Notre objectif est de restaurer une manière de communiquer complète et incarnée, qui est vraiment la manière la plus naturelle pour nous de parler avec les autres”, a déclaré le professeur Edward Chang, qui a dirigé les travaux à l’Université de Californie à San Francisco (UCSF). « Ces progrès nous rapprochent encore plus de la possibilité d’en faire une véritable solution pour les patients. »

La patiente, une femme de 47 ans, Ann, est gravement paralysée depuis qu’elle a subi un accident vasculaire cérébral il y a plus de 18 ans. Elle ne peut ni parler ni taper et communique normalement à l’aide d’une technologie de suivi de mouvement qui lui permet de sélectionner lentement des lettres jusqu’à 14 mots par minute. Elle espère que la technologie des avatars lui permettra de travailler comme conseillère à l’avenir.

L’équipe a implanté un rectangle fin comme du papier de 253 électrodes à la surface du cerveau d’Ann sur une région critique pour la parole. Les électrodes ont intercepté les signaux cérébraux qui, sans l’accident vasculaire cérébral, auraient contrôlé les muscles de sa langue, de sa mâchoire, de son larynx et de son visage.

Après l’implantation, Ann a travaillé avec l’équipe pour entraîner l’algorithme d’IA du système à détecter ses signaux cérébraux uniques pour divers sons vocaux en répétant différentes phrases à plusieurs reprises.

L’ordinateur a appris 39 sons distinctifs et un modèle linguistique de type Chat GPT a été utilisé pour traduire les signaux en phrases intelligibles. Cela a ensuite été utilisé pour contrôler un avatar avec une voix personnalisée pour ressembler à la voix d’Ann avant la blessure, sur la base d’un enregistrement d’elle parlant lors de son mariage.

La technologie n’était pas parfaite, décodant les mots de manière incorrecte 28 % du temps lors d’un test impliquant plus de 500 phrases, et elle générait une conversion cerveau-texte à un rythme de 78 mots par minute, contre 110 à 150 mots généralement prononcés. dans une conversation naturelle.

Cependant, les scientifiques ont déclaré que les dernières avancées en matière de précision, de rapidité et de sophistication suggèrent que la technologie est désormais sur le point d’être pratiquement utile pour les patients.

Professeur Nick Ramsey, neuroscientifique à l’Université d’Utrecht en Pays-Bas, qui n’a pas participé à la recherche, a déclaré : « C’est un grand pas en avant par rapport aux résultats précédents. Nous sommes à un point critique. »

Une prochaine étape cruciale consiste à créer une version sans fil du BCI qui pourrait être implantée sous le crâne.

“Donner aux gens la possibilité de contrôler librement leurs propres ordinateurs et téléphones grâce à cette technologie aurait de profonds effets sur leur indépendance et leurs interactions sociales”, a déclaré le Dr. David Moïseprofesseur adjoint en chirurgie neurologique à l’UCSF et co-auteur de la recherche.

Les conclusions sont publiées dans Nature (mur payant).