La technologie pour contrôler un ordinateur en utilisant seulement vos pensées a existé pendant des décennies. Pourtant, nous avons fait des progrès limités dans son utilisation initiale: aider les personnes ayant un handicap sévère à communiquer. Jusqu'à présent, c'est. Une nouvelle étude a montré qu'une autre technologie d'interface cerveau-ordinateur peut aider les personnes atteintes de «syndrome immobilisé» à parler au monde extérieur. Il a même permis aux patients de déclarer qu'ils sont heureux, malgré la condition.

Les étapes finales de la condition dégénérative connue sous le nom de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) ou la maladie du motoneurone, laisse les patients dans un état complètement bloqué. A la fin, ils ne peuvent plus bouger aucune partie de leur corps, pas même leurs yeux, bien que leur cerveau ne soit pas affecté. Mais les scientifiques ont eu du mal à utiliser une technologie d'interface cerveau-ordinateur qui mesure l'activité électrique dans le cerveau pour les aider à communiquer.

Une raison à cela est que l'on ne sait toujours pas à quel point ces systèmes conventionnels d'interface cerveau-ordinateur s'appuient sur des signaux électriques générés par le mouvement des muscles oculaires. Une victime de la SLA qui utilisait une interface cerveau-ordinateur alors qu'elle pouvait encore bouger les yeux perdu sa capacité à communiquer grâce à la technologie après être complètement enfermé. Ceci suggérait que la majeure partie de l'activité électrique enregistrée par l'ordinateur était liée à des mouvements involontaires des yeux qui se produisaient quand elle pensait à quelque chose plutôt qu'aux pensées elles-mêmes.

Surveillance de l'oxygène

Pour surmonter ce problème, un groupe international de chercheurs a utilisé une façon différente de détecter l'activité neuronale qui mesure les changements de la quantité d'oxygène dans le cerveau plutôt que des signaux électriques. La recherche, publiée dans PLoS Biology, impliqué une technique connue sous le nom spectroscopie proche infrarouge fonctionnelle, qui utilise la lumière pour mesurer les changements dans les niveaux d'oxygène dans le sang. Parce que les zones du cerveau qui sont les plus actives à un moment donné consomment plus d'oxygène, cela signifie que vous pouvez détecter les modèles d'activité cérébrale à partir des fluctuations de l'oxygène.

Cette technique n'est pas aussi sensible aux mouvements musculaires que les systèmes d'électroencéphalographie (EEG) utilisés pour mesurer l'activité électrique. Cela signifie que la nouvelle méthode pourrait être utilisée pour aider les personnes atteintes de la SLA à communiquer avant et après avoir perdu toute leur capacité de mouvement, car il est plus probable que seules les activités cérébrales liées aux pensées soient enregistrées.

L'étude a impliqué quatre personnes souffrant de SLA, dont trois n'avaient pas été en mesure de communiquer de manière fiable avec leurs soignants depuis 2014 (le dernier depuis le début 2015). En utilisant la nouvelle technologie d'interface cerveau-ordinateur, ils ont pu communiquer de manière fiable avec leurs soignants et leurs familles pendant plusieurs mois. C'est la première fois que cela est possible pour les patients immobilisés.

On a posé aux volontaires des questions personnelles et générales avec des réponses «oui» ou «non». L'interface cerveau-ordinateur a capturé leurs réponses correctement 70% du temps, ce qui, selon les chercheurs, suffisait à montrer qu'ils n'avaient pas simplement enregistré la bonne réponse par hasard. Des expériences similaires utilisant l'EEG n'ont pas dépassé ce seuil de chance.

Les patients ont également été en mesure de communiquer leurs sentiments au sujet de leur condition, et tous les quatre ont répondu «oui» à plusieurs reprises quand on leur a demandé s'ils étaient heureux au cours de plusieurs semaines. Un patient a même été demandé s'il accepterait que sa fille épouse son petit ami. Malheureusement pour le couple, il a dit non. Les volontaires ont continué à utiliser le système à la maison après la fin de l'étude.

Recherche révolutionnaire

Comme je l'ai appris dans mes propres recherches, travailler avec des patients complètement immobilisés exige beaucoup de travail. En particulier, vous ne pouvez pas savoir avec certitude si l'utilisateur a compris comment nous voulons qu'il donne une réponse que nous pouvons essayer de détecter. Si un système qui a déjà été utilisé pour enregistrer l'activité cérébrale d'utilisateurs valides ne fonctionne pas avec des patients immobilisés, il est courant de supposer que la personne, et non la machine, est en faute, ce qui peut ne pas être le cas. l'affaire. De plus, il y a une pression supplémentaire sur les chercheurs - de la famille du patient et d'eux-mêmes - pour réaliser le rêve de trouver un moyen de communiquer avec les bénévoles.

Ces défis soulignent quelle est la réalisation significative de la nouvelle étude. C'est un travail de recherche révolutionnaire qui pourrait fournir une nouvelle voie pour développer une meilleure technologie d'interface cerveau-ordinateur. Bien que le système ne permette jusqu'ici qu'aux patients immobilisés de répondre par oui ou par non, il représente déjà une grande amélioration de la qualité de vie.

Le tout premier système d'interface cerveau-ordinateur a été conçu pour permettre aux utilisateurs handicapés (mais non immobilisés) d'épeler des mots et ainsi de communiquer tout message qu'ils désiraient, processus lent et long. Il est donc prudent de supposer que la nouvelle technologie n'est que la première étape vers des systèmes plus sophistiqués qui permettraient une communication bidirectionnelle gratuite et non basée sur des questions simples.

Peut-être plus important encore, la technologie a déjà restauré les capacités de communication de quatre personnes qui étaient muettes depuis des années. Imaginez comment ces patients et leurs familles ont dû se sentir quand ils ont finalement pu "parler" à nouveau. Malgré les défis de la recherche sur l'interface cerveau-ordinateur, des résultats comme celui-ci sont ce qui nous fait continuer.

A propos de l'auteur

Ana Matran-Fernandez, chercheur post-doctoral, Université d'Essex

Cet article a été publié initialement le The Conversation. Lis le article original.

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