Un appareil exploite les ondes cérébrales pour aider un homme paralysé à communiquer

Un appareil exploite les ondes cérébrales pour aider un homme paralysé à communiquer

Sur cette photo de 2017 fournie par l’Université de Californie à San Francisco, le neurochirurgien Dr Edward Chang se reflète dans un écran d’ordinateur affichant des scanners cérébraux alors qu’il effectue une intervention chirurgicale à l’UCSF. Dans une première médicale, des chercheurs, dirigés par Chang, ont exploité les ondes cérébrales d’un homme paralysé et incapable de parler pendant 15 ans – et ont transformé ce qu’il avait l’intention de dire en phrases sur un écran d’ordinateur. Crédit : Barbara Ries/UCSF via AP

Dans une première médicale, des chercheurs ont exploité les ondes cérébrales d’un homme paralysé incapable de parler et ont transformé ce qu’il avait l’intention de dire en phrases sur un écran d’ordinateur.

Il faudra des années de recherches supplémentaires, mais l’étude, publiée mercredi, marque une étape importante vers le rétablissement d’une communication plus naturelle pour les personnes qui ne peuvent pas parler en raison d’une blessure ou d’une maladie.

« La plupart d’entre nous tiennent pour acquis la facilité avec laquelle nous communiquons par la parole », a déclaré le Dr Edward Chang, neurochirurgien à l’Université de Californie à San Francisco, qui a dirigé les travaux. « C’est excitant de penser que nous sommes au tout début d’un nouveau chapitre, d’un nouveau domaine » pour atténuer la dévastation des patients qui ont perdu cette capacité.

Aujourd’hui, les personnes qui ne peuvent ni parler ni écrire à cause de la paralysie ont des moyens de communication très limités. Par exemple, l’homme de l’expérience, qui n’a pas été identifié pour protéger sa vie privée, utilise un pointeur attaché à une casquette de baseball qui lui permet de bouger la tête pour toucher des mots ou des lettres sur un écran. D’autres appareils peuvent capter les mouvements oculaires des patients. Mais c’est une substitution frustrante et limitée à la parole.

Exploiter les signaux du cerveau pour contourner un handicap est un domaine brûlant. Ces dernières années, des expériences avec des prothèses contrôlées par l’esprit ont permis à des personnes paralysées de serrer la main ou de prendre un verre à l’aide d’un bras robotique – elles s’imaginent bouger et ces signaux cérébraux sont transmis via un ordinateur au membre artificiel.

Un appareil exploite les ondes cérébrales pour aider un homme paralysé à communiquer

Sur cette photo de 2020 fournie par l’Université de Californie à San Francisco, le chercheur David Moses travaille avec le participant à l’essai clinique « BRAVO 1 » pour enregistrer l’activité cérébrale pendant qu’il tentait de produire des mots et des phrases. Il y a quinze ans, il a subi un accident vasculaire cérébral qui a provoqué une paralysie généralisée et l’a privé de la parole. Crédit : Todd Dubnicoff/UCSF via AP

L’équipe de Chang s’est appuyée sur ce travail pour développer une « neuroprothétique de la parole » – décodant les ondes cérébrales qui contrôlent normalement le conduit vocal, les minuscules mouvements musculaires des lèvres, de la mâchoire, de la langue et du larynx qui forment chaque consonne et voyelle.

Un homme d’une trentaine d’années qui s’est porté volontaire pour tester l’appareil a subi il y a 15 ans un accident vasculaire cérébral qui a provoqué une paralysie généralisée et l’a privé de la parole. Les chercheurs ont implanté des électrodes à la surface du cerveau de l’homme, sur la zone qui contrôle la parole.

Un ordinateur a analysé les modèles lorsqu’il a tenté de dire des mots courants tels que « eau » ou « bon », devenant finalement capable de différencier 50 mots pouvant générer plus de 1 000 phrases.

Avec des questions telles que « Comment allez-vous aujourd’hui ? » ou « Avez-vous soif », l’appareil a finalement permis à l’homme de répondre « Je vais très bien » ou « Non, je n’ai pas soif » – sans prononcer les mots mais en les traduisant en texte, a rapporté l’équipe dans le Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre.

Il faut environ trois à quatre secondes pour que le mot apparaisse à l’écran après que l’homme ait essayé de le dire, a déclaré l’auteur principal David Moses, ingénieur du laboratoire de Chang. Ce n’est pas aussi rapide que de parler, mais plus rapide que d’appuyer sur une réponse.

Un appareil exploite les ondes cérébrales pour aider un homme paralysé à communiquer

Dans cette photo du vendredi 7 juin 2019 fournie par l’Université de Californie à San Francisco, le Dr Edward Chang, à droite, et le chercheur postdoctoral David Moses travaillent sur le campus de Mission Bay de l’UCSF. « La plupart d’entre nous tiennent pour acquis la facilité avec laquelle nous communiquons par la parole », explique Chang, neurochirurgien à l’UCSF. « C’est excitant de penser que nous sommes au tout début d’un nouveau chapitre, d’un nouveau domaine » pour atténuer la dévastation des patients qui ont perdu cette capacité. Crédit : Noah Berger/UCSF via AP

Dans un éditorial d’accompagnement, les neurologues de Harvard Leigh Hochberg et Sydney Cash ont qualifié le travail de « démonstration pionnière ».

Ils ont suggéré des améliorations, mais ont déclaré que si la technologie fonctionnait, elle pourrait éventuellement aider les personnes souffrant de blessures, d’accidents vasculaires cérébraux ou de maladies comme la maladie de Lou Gehrig dont « le cerveau prépare les messages à transmettre mais ces messages sont piégés ».

Le laboratoire de Chang a passé des années à cartographier l’activité cérébrale qui conduit à la parole. Premièrement, les chercheurs ont temporairement placé des électrodes dans le cerveau de volontaires subissant une intervention chirurgicale pour l’épilepsie, afin qu’ils puissent faire correspondre l’activité cérébrale aux mots prononcés.

Ce n’est qu’alors qu’il était temps de tenter l’expérience avec une personne incapable de parler. Comment savaient-ils que l’appareil interprétait correctement ses paroles ? Ils ont commencé par lui faire essayer de dire des phrases spécifiques telles que « Apportez mes lunettes » plutôt que de répondre à des questions ouvertes jusqu’à ce que la machine traduise correctement la plupart du temps.

Les prochaines étapes incluent des moyens d’améliorer la vitesse, la précision et la taille du vocabulaire de l’appareil – et peut-être un jour autoriser une voix générée par ordinateur plutôt que du texte sur un écran – tout en testant un petit nombre de volontaires supplémentaires.


La « neuroprothèse » redonne la parole à l’homme paralysé


Plus d’information:
David A. Moses et al, Neuroprothèse pour le décodage de la parole chez une personne paralysée avec anarthrie, Journal de médecine de la Nouvelle-Angleterre (2021). DOI : 10.1056 / NEJMoa2027540

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Citation: L’appareil exploite les ondes cérébrales pour aider l’homme paralysé à communiquer (2021, 15 juillet) récupéré le 15 juillet 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-07-device-brain-paralyzed.html

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