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    Etudes

    Un décodeur neuronal traduit les signaux cérébraux en paroles

    LONDRES (TICpharma) - Des chercheurs américains ont mis au point un programme informatique capable de reproduire, de façon intelligible, le langage humain à partir de signaux cérébraux, selon une étude parue le 25 avril dans Nature.

    "Nous espérons que cette approche pourra aider les personnes qui souffrent d'une paralysie des muscles nécessaires au langage audible", souligne le dernier auteur de l'étude, Edward Chang (université de Californie à San Francisco), dans un communiqué des National Institutes of Health (NIH).

    Les systèmes actuels, qui utilisent les mouvements de la tête ou des yeux, "limitent les utilisateurs à un maximum de 10 mots par minute, alors que naturellement, les humains parlent à la vitesse de 150 mots par minute", pointe le premier auteur, Gopala Anumanchipalli. "Cette divergence nous a motivés à tester s'il était possible d'enregistrer le langage directement à partir du cerveau humain."

    Grâce à une électroencéphalographie intracrânienne (électrocorticographie), ils ont enregistré les signaux cérébraux de 5 participants lisant des phrases à voix haute. Ces enregistrements ont été permis par des électrodes sous-durales, placées à la surface latérale du cerveau des participants dans le cadre d'un traitement antiépileptique.

    Sur cette base, les chercheurs ont pu construire des cartes représentant la manière dont le cerveau contrôlait le conduit vocal (dont les lèvres, la langue, la mâchoire et les cordes vocales) dans le but de produire différents sons. Puis ils ont intégré ces cartes à un programme informatique capable de produire un langage synthétique.

    Le recours à un service d'Amazon

    Afin d'évaluer le degré avec lequel le langage synthétisé était compréhensible par des auditeurs naïfs, les chercheurs ont fait appel à une plateforme en ligne d'Amazon, le Mechanical Turk (Turc mécanique, en français), qui offre un service de micro-travail dans lequel les employés travaillent à la tâche.

    "Les auditeurs ont été capables de bien transcrire le langage synthétisé", soulignent les chercheurs.

    Ils précisent que, pour ce test, les auditeurs disposaient d'un contingent prédéfini de 25 ou 50 mots (pas tous contenus dans les phrases synthétisées) car les textes comprenaient des constructions de phrases "fortement imprévisibles", étant issus d'une base de données conçue pour "optimiser la couverture articulatoire".

    Sur les 101 phrases de synthèse émises, au moins un auditeur a pu fournir la "transcription parfaite" de 82 phrases lorsqu'il disposait du contingent prédéfini de 25 mots, et de 60 phrases lorsqu'il disposait de 50 mots. Sur toutes les réponses soumises, les auditeurs ont parfaitement transcrit 43% et 21% des phrases, respectivement.

    Les chercheurs ont également testé les performances du décodeur lorsque le langage était simplement mimé. Ils ont constaté que le motif spectral produit en cas de langage silencieux était similaire à celui produit lorsque la même phrase était dite à voix haute.

    Même si la performance du décodeur était moins bonne en cas de langage mimé, cela prouve, selon les chercheurs, que cette procédure est possible et qu'en outre, le décodeur ne se repose pas sur un feedback auditif.

    Dans le communiqué des NIH, ils soulignent qu'ils prévoient la mise en place d'un essai clinique chez des patients paralysés n'ayant plus la capacité de parler, afin de déterminer la meilleure façon de collecter les signaux cérébraux, pour ensuite les intégrer dans l'algorithme informatique préalablement entraîné.

    (Nature, publication en ligne du 25 avril)

    Sylvie Burnouf

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