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Une équipe de scientifiques et d'ingénieurs a trouvé une nouvelle façon de connecter un cerveau humain à un ordinateur,
Une technologie qui va améliorer la vie quotidienne des personnes paralysées

Le , par Axel Lecomte

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Savoir ce qui se passe dans la tête d'une personne est l'une des choses que beaucoup de gens aimeraient connaître, surtout si la personne en question est atteinte d'une maladie grave comme une paralysie sévère. Les spécialistes dans ce domaine ont mis au point des technologies d'imagerie de pointe telles que la résonance magnétique fonctionnelle, mais le résultat ne donne que quelques indices, si bien que les gens souhaiteraient avoir quelque chose de plus direct. Et les scientifiques se consacrent constamment à des projets tels que le fait de faire interagir le cerveau avec des claviers d'ordinateur ou des bras de robot.

Le mercredi 28 octobre 2020, une équipe de scientifiques et d'ingénieurs a déjà accompli la partie la plus difficile de la connexion d'un cerveau à un ordinateur, à savoir l'obtention d'informations dans le cerveau à travers le crâne. Il s'agit d'une nouvelle approche très prometteuse, car ils ont réussi à monter des électrodes sur un tube élastique extensible appelé « stent » et à le faire passer par un vaisseau sanguin qui mène au cerveau.

« Nous avons précédemment rapporté des données précliniques démontrant le potentiel d'un réseau de stentrodes endovasculaire implanté de manière permanente pour atteindre un contenu spectral d'électrocorticographie et une bande passante comparable aux réseaux épiduraux et sous-duraux. Nous décrivons maintenant la première expérience chez l'homme d'une neuroprothèse motrice ambulatoire sans fil, entièrement implantée, mini-invasive, utilisant un réseau endovasculaire de stent-électrodes pour transmettre des signaux d'électrocorticographie du cortex moteur pour le contrôle de l'appareil numérique chez deux participants atteints de paralysie flasque du membre supérieur », a expliqué Thomas Oxley, neurologue interventionnel et PDG de Synchron.


Pour le test, ils ont fait appel à deux patients volontaires atteints de sclérose latérale amyotrophique (SLA) et ont utilisé une procédure de neuro-intervention mini-invasive, qui consiste à implanter un nouveau Strentrode BCI (Brain-Computer Interfaces) endovasculaire dans le sinus sagittal supérieur adjacent au cortex moteur primaire. Comme il s'agit d'une nouvelle technologie, les participants ont suivi un cours de formation assisté par un apprentissage automatique. Et afin de pouvoir effectuer certaines actions directes telles que le contrôle du clic de la souris, le zoom et le clic gauche, ces derniers ont utilisé le signal d'électrocorticographie transmis sans fil en combinaison avec des tentatives de mouvements. Le résultat a été prometteur lorsqu'ils ont utilisé ces actions en combinaison avec un eye-tracker pour la navigation du curseur étant donné qu'ils étaient capables de contrôler le système d'exploitation Windows 10 pour effectuer des activités instrumentales de la vie quotidienne.

« La technologie des stents auto-expansibles a été bien démontrée dans des applications cardiaques et neurologiques pour traiter d’autres maladies. Nous utilisons simplement cette fonction et mettons des électrodes au-dessus du stent. Il est entièrement implantable. Les patients rentrent chez eux dans quelques jours », a-t-il continué.

Après plusieurs jours d'apprentissage, les deux participants ont continué à l'utiliser chez eux sans supervision. Le participant 1, qui a suivi 86 jours d'apprentissage, a obtenu une précision moyenne de 92,63 % pour les clics et une vitesse de frappe de 13,81 caractères par minute.. Le deuxième participant a atteint une précision de sélection moyenne des clics de 93,18 % et un taux de 20,10 caractères corrects par minute (CCPM) après 71 jours d'apprentissage.

Cela peut sembler peu pour des personnes normales, mais pour les personnes souffrant de paralysie grave due à un dysfonctionnement cérébral, médullaire, nerveux périphérique ou musculaire, il s'agit d'une invention extraordinaire, car elle leur permet de communiquer avec leurs proches, d'envoyer des SMS, de faire des achats en ligne ainsi que d'effectuer des activités de la vie numérique quotidienne.

Pour le moment, cette technologie n'est pas approuvée par la Food and Drug Administration pour une utilisation généralisée. Par ailleurs, la société recherche toujours des fonds pour des tests supplémentaires, mais ces résultats préliminaires suggèrent qu'il s'agit d'une interface cerveau-ordinateur fonctionnelle. En effet, la totalité de la stendrode ne capte qu'un bit d'information seulement, ce qui signifie soit qu'il y a un clic de souris télépathique, soit aucun clic du tout.

Il est important de noter que le stentrode d'Oxley et de ses collègues n'est pas la seule technologie d'interface cerveau-ordinateur et de prothèses neurales qui semblait ambitieuse ces derniers temps. Celle de la société Neuralink d'Elon Musk (une BCI sans fil) propose plus de mille électrodes flexibles, destinées à être insérées directement dans un cerveau par un chirurgien robotique spécialisé.

Source : Journal of NeuroInterventional Surgery

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