- Le syndrome de verrouillage est un trouble neurologique dans lequel une personne ne peut pas parler ou montrer des expressions faciales.
- La plupart des personnes atteintes de cette maladie doivent uniquement compter sur le clignement des yeux et le mouvement pour communiquer avec les autres.
- Des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco ont développé une nouvelle façon permettant aux personnes atteintes du syndrome d’enfermement de communiquer et d’afficher des expressions faciales grâce à l’utilisation d’un implant cérébral et d’un avatar numérique.
Le syndrome d’enfermement est un
Bien qu’une personne atteinte du syndrome d’enfermement puisse pleinement comprendre ce que quelqu’un lui dit ou lui lit, elle est incapable de parler ou d’exprimer des émotions à travers son visage, comme la joie, la colère ou la tristesse.
Souvent, une personne atteinte du syndrome d’enfermement dépend de petits mouvements, comme cligner des yeux, pour communiquer avec les autres.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco ont développé une nouvelle façon permettant aux personnes atteintes du syndrome de verrouillage de communiquer et de montrer des expressions faciales grâce à l’utilisation d’un implant cérébral et
Cette étude a été récemment publiée dans la revue
Sommaire
Qu’est-ce que le syndrome d’enfermement ?
Le syndrome d’enfermement est relativement rare : moins de 1 000 personnes aux États-Unis en souffrent.
La condition est généralement causée par un dommage à une partie du
Les dommages au tronc cérébral se produisent généralement lors d’un accident vasculaire cérébral, mais ils peuvent également survenir en raison d’une inflammation nerveuse, de tumeurs, d’infections ou d’autres conditions telles que la sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Lorsqu’une personne souffre du syndrome de verrouillage, elle perd la capacité de bouger ses muscles volontaires à volonté. Cependant, ils ne perdent aucune capacité cognitive, ils sont donc capables de penser normalement et de comprendre quand une personne leur parle ou leur lit. Et leur audition n’est pas affectée.
Cependant, le syndrome de verrouillage peut avoir un impact sur la capacité d’une personne à respirer et à manger en affectant la mastication et la déglutition.
Il n’existe actuellement aucun remède ni traitement spécifique pour le syndrome de verrouillage. Un médecin traitera la cause sous-jacente de la maladie et pourra prescrire des thérapies physiques et orthophoniques.
Communiquer avec le syndrome d’enfermement
Le moyen de communication le plus courant pour les personnes atteintes du syndrome d’enfermement est le mouvement des yeux et le clignement des yeux.
De nos jours, il existe des programmes informatiques et d’autres technologies d’assistance qui peuvent les aider à communiquer avec les autres, comme
Et grâce aux innovations en ingénierie informatique et aux nouvelles technologies comme l’intelligence artificielle (IA), les chercheurs ont présenté de nouvelles options de communication pour les personnes atteintes du syndrome du linked-in.
Par exemple, une étude publiée dans
Faciliter la « parole » grâce à l’IA
Pour la présente étude, les chercheurs ont développé une nouvelle technologie cerveau-ordinateur utilisant un implant cérébral et un avatar numérique. L’avatar numérique permet à une personne atteinte de paralysie faciale de transmettre des expressions faciales et des émotions normales.
La nouvelle technologie a été testée sur une femme de 47 ans nommée Ann, atteinte du syndrome de verrouillage suite à un accident vasculaire cérébral du tronc cérébral.
Actualités médicales aujourd’hui s’est entretenu avec le Dr David Moses, professeur adjoint de chirurgie neurologique, membre du Chang Lab de l’Université de Californie à San Francisco, et l’un des co-auteurs principaux de l’étude.
Selon lui, lorsque nous parlons, des schémas complexes d’activité neuronale dans notre
« Pour Ann et d’autres personnes ayant subi un accident vasculaire cérébral, cette voie est endommagée et les signaux du cortex moteur de la parole ne peuvent pas atteindre les muscles articulateurs », a-t-il expliqué.
Grâce à cet implant cérébral, a déclaré le Dr Moses, les spécialistes sont capables d’enregistrer l’activité neuronale du cortex pendant qu’Ann essaie de parler, et ils les traduisent directement dans les mots qu’elle entend, évitant ainsi sa paralysie.
Il a ensuite expliqué comment cela fonctionne :
« Nous faisons cela en créant d’abord des modèles d’IA entraînés sur des données neuronales alors qu’elle essaie de prononcer silencieusement de nombreuses phrases – elle ne vocalise pas réellement lorsqu’elle essaie de les prononcer ; elle fait de son mieux pour « articuler » les mots dans les phrases. En permettant aux modèles d’IA d’apprendre la cartographie entre l’activité cérébrale et la parole souhaitée, nous pouvons ensuite utiliser ces modèles en temps réel pour décoder son activité cérébrale en parole. Les modèles utilisent des représentations intermédiaires flexibles de la parole en interne, ce qui permet au décodeur de produire des phrases qu’il n’a pas essayé de prononcer pendant l’entraînement.
Donner une « voix » à Ann
Ann a reçu un implant cérébral avec 253 électrodes placées sur des zones spécifiques du cerveau essentielles à la parole. Un câble relie l’implant cérébral aux ordinateurs.
Pendant des semaines, Ann a travaillé avec des chercheurs pour entraîner les algorithmes d’intelligence artificielle à reconnaître et à répondre à ses signaux cérébraux uniques pour la parole.
Les chercheurs ont également créé un avatar numérique d’Ann grâce à un logiciel qui simule et anime les mouvements des muscles du visage.
Grâce à l’apprentissage automatique, ils ont pu associer le logiciel aux signaux provenant du cerveau d’Ann et les convertir en mouvements sur le visage de son avatar, montrant à la fois la parole et les expressions faciales.
De plus, les scientifiques ont pu utiliser des images d’une vidéo antérieure à la blessure pour recréer la voix réelle d’Ann. De cette façon, lorsqu’elle parle via l’avatar numérique, c’est sa voix et non une voix informatisée par défaut.
Prochaines étapes de la recherche
Lorsqu’on lui a demandé quelles seraient les prochaines étapes concernant cette nouvelle technologie, le Dr Moses a répondu qu’il existe de nombreuses pistes d’amélioration.
« Pour le matériel, une version sans fil est nécessaire pour améliorer la faisabilité en tant que solution clinique », a-t-il noté.
« En termes de logiciels, nous souhaitons intégrer nos approches à ses appareils existants, afin qu’elle puisse utiliser le système pour rédiger des e-mails et naviguer sur le Web. Nous souhaitons également tirer parti de certaines avancées dans la modélisation de l’IA générative pour améliorer nos résultats de décodage », a ajouté le Dr Moses.
Résoudre un problème difficile
MNT a également parlé de cette étude avec le Dr Amit Kochhar, doublement certifié en oto-rhino-laryngologie, chirurgie de la tête et du cou et chirurgie plastique et reconstructive du visage, et directeur du programme sur les troubles du nerf facial au Pacific Neuroscience Institute à Santa Monica, en Californie, qui n’a pas participé à la recherche.
En tant que médecin traitant des patients atteints de paralysie faciale, il a déclaré que l’une des choses les plus difficiles pour les patients est l’incapacité d’exprimer leurs émotions aux autres.
« La recherche a montré que si un observateur profane regarde quelqu’un dont la moitié du visage est paralysée, lorsqu’il regarde cette personne, il ne peut pas distinguer si la personne transmet une émotion heureuse ou une émotion de colère », a expliqué le Dr Kochhar. « Il y a donc beaucoup de confusion de la part de l’observateur et évidemment de la frustration de la part du patient. »
« Et donc s’ils avaient accès à quelque chose comme ça, […] ils pourraient alors encore être capables de communiquer avec les autres, comme les membres de leur famille, leurs amis, en utilisant ce type de technologie d’avatar afin qu’ils puissent ensuite transmettre correctement les émotions de bonheur, de surprise ou de colère sans cette confusion », a-t-il ajouté.
Le Dr Kochhar a déclaré qu’il aimerait voir cette technologie utilisée par davantage de personnes pour s’assurer qu’elle est reproductible et qu’elle est économiquement réalisable.
« Si le coût de cet appareil est élevé et qu’il n’est disponible que pour un petit pourcentage de la population qui peut se le permettre, c’est un grand pas en avant, mais cela ne va pas aider beaucoup d’autres personnes », a-t-il ajouté.
Le Dr Kochhar a également déclaré qu’il aimerait que cette technologie soit rendue portable : « La patiente devait venir au centre pour qu’elle fonctionne – elle ne pouvait pas, à ce moment-là, l’emporter avec elle pour pouvoir être à la maison. Voilà donc les prochaines étapes de l’évolution de ce type de logiciel.
