Une prothèse cérébrale « plug-and-play » permet aux tétraplégiques de déplacer le curseur sur un écran

Une matrice ECoG (crédit : Noah Berger, ucsf.edu)

Elle est considérée comme la première prothèse cérébrale plug-and-play jamais développée par une équipe de chercheurs de l’Institut Weill pour les neurosciences de l’Université de San Francisco. L’appareil pourrait un jour permettre à un individu paralysé de contrôler un membre prothétique par le biais du cerveau. Pour fabriquer l’appareil, ou plutôt le logiciel qui le contrôle, les chercheurs ont également utilisé des techniques modernes d’apprentissage automatique par intelligence artificielle.

Pour l’instant, grâce à ce dispositif, un individu paralysé peut contrôler un curseur sur un ordinateur en utilisant uniquement sa propre activité cérébrale et sans avoir à passer par une courbe d’apprentissage longue ou raide, ce qui est une caractéristique intrinsèque, du moins très souvent, des interfaces cerveau-ordinateur.
Karunesh Ganguly, professeur au département de neurologie de l’UCSF participant au projet, explique à quel point la création de ce nouveau dispositif est spéciale : « Adapter un système d’apprentissage artificiel pour qu’il fonctionne sans heurts avec les schémas d’apprentissage sophistiqués à long terme du cerveau est quelque chose qui n’a jamais été démontré auparavant chez une personne paralysée.

Décrit sur Nature BiotechnologieL’appareil utilise un ensemble d’électrodes ECoG appliquées chirurgicalement sur le crâne d’un individu quadriplégique (dont les quatre membres sont paralysés). Pour combiner une certaine activité cérébrale, enregistrée par les électrodes, avec un certain mouvement du curseur, les chercheurs ont utilisé la technique de l’apprentissage automatique. Le sujet n’a qu’à imaginer le mouvement spécifique du cou et du poignet pour déplacer le curseur sur l’écran.
Le patient, selon le communiqué de presse de l’étude, a pu atteindre un niveau de performance élevé presque immédiatement après quelques heures de pratique. C’est pourquoi, dans le même communiqué de presse, l’appareil est appelé « plug and play » car l’utilisation par le patient est presque immédiate.

Les électrodes ECoG sont plus stables que les électrodes conventionnelles. Ces derniers ne sont pas fixés chirurgicalement et ont tendance à se déplacer avec le temps, ce qui modifie le système de signaux que le logiciel apprend à utiliser.
« Nous avons toujours été conscients de la nécessité de concevoir une technologie qui ne finisse pas dans un tiroir, pour ainsi dire, mais qui améliore réellement la vie quotidienne des patients paralysés », explique M. Ganguly. « Ces données montrent que les BCI basés sur l’ECoG pourraient constituer la base d’une telle technologie.