Les scientifiques ont identifié l'activité cérébrale liée au discours intérieur – le monologue silencieux dans la tête des gens et le décodait avec succès avec une précision allant jusqu'à 74%. Publication le 14 août dans le Cell Press Journal Celluleleurs résultats pourraient aider les personnes qui ne sont pas en mesure de parler de manière audible communiquent plus facilement en utilisant des technologies d'interface Brain-Computer (BCI) qui commencent à traduire les pensées intérieures lorsqu'un participant dit un mot de passe dans leur tête.
C'est la première fois que nous réussissons à comprendre à quoi ressemble l'activité cérébrale lorsque vous pensez simplement à parler. Pour les personnes ayant des déficiences de parole sévères et moteurs, les BCI capables de décoder la parole intérieure pourraient les aider à communiquer beaucoup plus facilement et plus naturellement. «
Erin Kunz, auteur principal de l'Université de Stanford
Les BCI ont récemment émergé comme un outil pour aider les personnes handicapées. En utilisant des capteurs implantés dans des régions cérébrales qui contrôlent le mouvement, les systèmes BCI peuvent décoder les signaux neuronaux liés au mouvement et les traduire en actions, telles que le déplacement d'une main prothétique.
La recherche a montré que les BCI peuvent même décoder une tentative de discours parmi les personnes atteintes de paralysie. Lorsque les utilisateurs tentent physiquement de s'exprimer à haute voix en engageant les muscles liés à la fabrication de sons, les BCI peuvent interpréter l'activité cérébrale qui en résulte et taper ce qu'ils tentent de dire, même si le discours lui-même est inintelligible.
Bien que la communication assistée par BCI soit beaucoup plus rapide que les technologies plus anciennes, y compris les systèmes qui suivent les mouvements oculaires des utilisateurs pour taper des mots, tenter de parler peut toujours être fatigant et lent pour les personnes ayant un contrôle musculaire limité.
L'équipe s'est demandé si BCIS pouvait plutôt décoder le discours intérieur.
« Si vous n'avez qu'à penser à la parole au lieu d'essayer de parler, c'est potentiellement plus facile et plus rapide pour les gens », explique Benyamin Meschede-Krasa, co-premier auteur du journal, de l'Université de Stanford.
L'équipe a enregistré une activité neuronale à partir de microélectrodes implantées dans la région du cerveau du cortex-A moteur responsable de l'adhésion de quatre participants souffrant de paralysie sévère de la sclérose latérale amyotrophique (SLA) ou d'un AVC du tronc cérébral. Les chercheurs ont demandé aux participants de tenter de parler ou d'imaginer dire un ensemble de mots. Ils ont constaté que la tentative de la parole et de la parole intérieure active les régions qui se chevauchent dans le cerveau et évoquent des schémas d'activité neuronaux similaires, mais la parole intérieure a tendance à montrer une amplitude plus faible de l'activation dans son ensemble.
En utilisant les données de la parole intérieure, l'équipe a formé des modèles d'intelligence artificielle pour interpréter les mots imaginés. Dans une démonstration de preuve de concept, le BCI pourrait décoder des phrases imaginées d'un vocabulaire allant jusqu'à 125 000 mots avec un taux de précision pouvant atteindre 74%. Le BCI a également pu récupérer ce que certains participants à la parole intérieure n'ont jamais été invités à dire, comme les chiffres lorsque les participants ont été invités à compter les cercles roses à l'écran.
L'équipe a également constaté que, même si la tentative de discours et la parole intérieure produisent des modèles similaires d'activité neuronale dans le cortex moteur, ils étaient suffisamment différents pour être distingués de manière fiable les uns des autres. L'auteur principal Frank Willett de l'Université de Stanford affirme que les chercheurs peuvent utiliser cette distinction pour former complètement le BCIS à ignorer le discours intérieur.
Pour les utilisateurs qui peuvent vouloir utiliser la parole intérieure comme méthode pour une communication plus rapide ou plus facile, l'équipe a également démontré un mécanisme contrôlé par mot de passe qui empêcherait le BCI de décoder la parole intérieure, sauf s'il était temporairement débloqué avec un mot-clé choisi. Dans leur expérience, les utilisateurs pouvaient penser à l'expression « Chitty Chitty Bang Bang » pour commencer le décodage de discours intérieur. Le système a reconnu le mot de passe avec plus de 98% de précision.
Bien que les systèmes BCI actuels ne soient pas en mesure de décoder la parole intérieure de forme libre sans faire d'erreurs substantielles, les chercheurs disent que des appareils plus avancés avec plus de capteurs et de meilleurs algorithmes pourraient être en mesure de le faire à l'avenir.
« L'avenir des BCI est brillant », explique Willett. « Ce travail donne un réel espoir que le discours BCIS peut un jour restaurer la communication qui est aussi fluide, naturelle et confortable que la parole conversationnelle. »
