Un implant cérébral décode pour la première fois la parole et les gestes simultanément

Des chercheurs de l'Université de Californie à San Francisco ont démontré pour la première fois qu'une interface cerveau-machine peut traduire simultanément la parole et les gestes du haut du corps d'une personne paralysée, lui permettant de contrôler un avatar virtuel complet qui parle et bouge en tandem. Les résultats, publiés lundi dans Nature Neuroscience, marquent une étape vers la restauration de la richesse de la communication humaine naturelle pour les personnes atteintes de paralysie sévère.medicalxpress+1

Décoder deux canaux à la fois

Dirigée par le neurochirurgien Edward Chang, l'équipe a implanté de fines matrices d'électrodes sur le cortex sensorimoteur du cerveau de trois patients souffrant de divers degrés de paralysie du conduit vocal et du corps, causées par des pathologies telles que la SLA et les accidents vasculaires cérébraux du tronc cérébral. Les matrices d'électrocorticographie à 253 électrodes ont capturé les signaux neuronaux alors que les participants tentaient de prononcer des phrases et d'effectuer des gestes courants, comme faire signe de la main ou lever le pouce, isolément ou ensemble.nature+1

Les interfaces cerveau-machine précédentes permettaient soit la parole, soit le mouvement indépendamment, mais la combinaison des deux dégradait les performances. L'équipe de Chang a découvert que les signaux cérébraux produits lors de la parole et des gestes simultanés ne sont pas simplement la somme des deux signaux individuels. "La conversation est bien plus que les mots prononcés. C'est un processus dynamique et multicouche impliquant tout le cortex moteur", a déclaré Chang. Les décodeurs d'apprentissage automatique entraînés spécifiquement sur des données de parole et de gestes simultanés ont surpassé ceux entraînés sur des tâches isolées et ont traduit avec succès les pensées de deux participants en commandes d'avatar.medicalxpress+1

Au-delà du suivi oculaire

La norme de soins actuelle pour les personnes atteintes de paralysie sévère, les systèmes de suivi oculaire permettant la synthèse vocale, est lente, offre une expression limitée et peut être physiquement épuisante. La nouvelle interface vise à fournir une alternative plus naturelle en restaurant les signaux non verbaux aux côtés des mots. "Ces résultats prometteurs me donnent l'espoir qu'à l'avenir, les patients atteints de paralysie sévère pourront retrouver la nature holistique de la communication humaine", a déclaré Debara Tucci, directrice de l'Institut national sur la surdité et les autres troubles de la communication des NIH.medicalxpress+1

Et ensuite ?

Le système utilisé dans cette étude reposait sur des connexions filaires entre les capteurs implantés et les unités de traitement externes. Chang a déclaré que son équipe testerait bientôt une version entièrement implantable et sans fil, offrant de meilleures perspectives pour une utilisation quotidienne à long terme. Ces recherches s'appuient sur les travaux antérieurs du laboratoire, qui ont démontré en 2023 qu'un implant cérébral pouvait piloter la parole et les expressions faciales d'un avatar numérique pour un seul patient paralysé.techxplore+2