Un implant cérébral transforme les signaux du cerveau en mots

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Des scientifiques ont mis au point un implant qui interprète les signaux dans le cerveau et les convertit en paroles synthétiques compréhensibles. Cette technologie innovante pourrait un jour donner la parole à des personnes autrement incapables de communiquer.

Un implant qui interprète les signaux dans le cerveau

C’est le travail de chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco, qui ont formé leur modèle provenant de cinq volontaires lisant des passages d’histoires pour enfants. Les électrodes ont été utilisées pour mesurer les tensions cérébrales au cours de la narration, et ces modèles ont ensuite été comparés à la parole.

La partie cruciale de cette approche est que plutôt que d’essayer de lire des pensées, elle vise à lire les signaux du cerveau pour contrôler les lèvres, la mâchoire et le larynx. Même les personnes qui ont perdu la capacité de parler peuvent penser à former leur bouche pour produire des mots, et c’est ce signal que ce nouvel appareil exploite.

Bien que le système soit loin d’être parfait pour le moment – une moyenne de 69% des mots peut être correctement compris – 25 options de choix étant proposée – la priorité donnée à la simulation du tractus vocal a permis une avancée significative en matière de précision.

« La relation entre les mouvements de l’appareil vocal et les sons de la parole produits est compliquée », déclare le chercheur principal Gopala Anumanchipalli. « Nous avons estimé que si ces centres de la parole dans le cerveau encodaient des mouvements plutôt que des sons, nous devrions essayer de faire de même pour décoder ces signaux. »

Deux réseaux de neurones

Anumanchipalli et ses collègues se sont retrouvés avec deux réseaux de neurones: un pour faire correspondre les signaux du cerveau avec les mouvements du tractus vocal et un autre pour transformer ces mouvements en discours synthétisé.

Comme avec les tentatives précédentes pour transformer les schémas cérébraux en sons intelligibles, les mots courts et les phrases simples fonctionnent mieux. Au fur et à mesure que les phrases se compliquent, le nouveau traducteur synthétisé ne fonctionne pas aussi bien, même s’il représente toujours un progrès impressionnant.

Des réseaux d’électrodes de densité supérieure pour la surveillance et des algorithmes d’apprentissage plus complexes dans ce système pourraient tous deux améliorer la précision des traductions. De manière encourageante, ce nouvel implant a montré des signes de capacité à comprendre des phrases qui n’avaient pas été incluses dans les données d’entraînement.

De plus, les scientifiques ont constaté des chevauchements entre les modèles de différents participants à cette étude, ce qui devrait permettre aux systèmes comme celui-ci d’être formés plus facilement à de nouvelles personnes.

« Nous avons encore du chemin à faire pour imiter parfaitement le langage », a déclaré un autre membre de l’équipe, Josh Chartier. « Nous sommes assez bons pour synthétiser des sons vocaux plus lents comme » sh « et » z « , ainsi que pour maintenir les rythmes et les intonations de la parole, ainsi que le genre et l’identité du locuteur, mais certains des sons plus abrupts tels que » b sont un peu flous.

Une amélioration par rapport à ce qui est actuellement disponible

« Néanmoins, les niveaux de précision que nous avons produits ici constitueraient une amélioration incroyable de la communication en temps réel par rapport à ce qui est actuellement disponible. »

Il faudra peut-être un certain temps avant qu’un dispositif d’implant comme celui-ci soit prêt à donner une voix artificiellement, mais c’est une avancée très encourageante. Un article sur cette recherche a été publié dans la revue Nature.

Vous pouvez écouter certains des sons générés par cet implant dans la vidéo ci-dessous:

Source : University of California, San Francisco
Crédit photo : Pixabay

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