Les scientifiques ont enregistré des fragments de pensées de personnes, en décodant l’activité cérébrale provoquée par les mots qu’ils entendent. Le remarquable exploit a donné aux chercheurs une vision nouvelle sur la façon dont le cerveau traite la langue et soulève la perspective alléchante d’appareils qui pourrait donner une voix aux personnes rendues muette.

Encore à ses débuts, le projet ouvre la voie à des implants cérébraux qui pourrait surveiller les pensées d’une personne et prononcer des mots et des phrases alors qu’ils sont imaginés. Ces dispositifs pourraient transformer la vie de milliers de personnes qui perdent la capacité de parler à la suite d’un accident vasculaire cérébral ou d’autres conditions médicales.

Image d’entête : spectrogramme de six mots isolés (deep, jazz, cause, fook, ors, nim)  présentés auditivement à un participant. En bas: spectrogramme du même discours basée sur la reconstruction du segment , décodé linéairement à partir d’un ensemble d’électrodes.

Les expérimentations, sur 15 patients américains, ont montré qu’un ordinateur pouvait déchiffrer leur activité cérébrale et lire des mots qu’ils ont entendus, même si parfois les mots étaient difficiles à reconnaitre.

”C’est excitant en termes de science fondamentale dans la façon dont le cerveau décode ce que nous entendons”, a déclaré Robert Knight, un membre senior de l’équipe et directeur de l’Institut de Neuroscience Helen Wills de l’Université de Californie, Berkeley.

"Potentiellement, cette technique pourrait être utilisée pour développer un dispositif prothèses implantable pour aider à communiquer.L’étape suivante consiste à tester si l’on peut décoder un mot quand une personne l’imagine. Cela peut paraitre effrayant, mais cela pourrait vraiment aider les patients. “A déclaré Chevalier. L’étude est publiée dans le journal PLoS Biology (lien plus bas).

Les scientifiques ont effectué des tests sur des patients qui étaient déjà à l’hôpital pour une opération afin de traiter leur épilepsie réfractaire. Dans cette procédure, les patients ont le sommet de leur crâne enlevé et un filet d’électrodes fixées sur la surface de leur cerveau. Les médecins utilisent des électrodes afin d’identifier le point de déclenchement en concordance avec le patient, avant d’enlever le tissu. Parfois, les patients attendent pendant des jours avant d’avoir assez de crises pour localiser la source du problème.

Le scientifique Brian Pasley enrôla 15 patients pour y participer. Il leur a fait écouter une série de mots pendant 5 à 10 minutes, tout en enregistrant leur activité cérébrale dans le filet d’électrode. Il a ensuite créé des programmes informatiques qui pourraient reconnaître des sons encodés en ondes cérébrales. Le cerveau semble briser les sons en fréquences acoustiques les constituant. La gamme la plus importante pour la parole est de 1-8,000 Hertz. Pasley a comparé la technique à un pianiste qui peut entendre un morceau dans son esprit juste en sachant quelles touches sont jouées.

Il a ensuite fait écouter une collection de nouveaux mots aux patients pour voir si les algorithmes peuvent sélectionner et répéter des mots reconnaissables. Parmi eux se trouvaient des mots anglais tels que "Waldo", "structure", "doubt" et "property" (“waldo”, "structure", “doute” et “propriété”). En vidéo ci-dessous :

Les scientifiques ont obtenu leurs meilleurs résultats quand ils ont enregistré l’activité dans le gyrus temporal supérieur, une partie du cerveau qui se trouve sur un côté, au-dessus de l’oreille.

”Je ne pensais pas que cela pourrait fonctionner, mais Brian l’a fait", a déclaré Knight. “Son modèle peut reproduire le son que le patient a entendu et vous pouvez réellement reconnaitre le mot, mais pas à un parfait niveau."

La perspective d’une lecture des pensées, conduit à des préoccupations éthiques comme, que la technologie pourrait être utilisée pour interroger secrètement des criminels, des terroristes…. etc.

Selon Knight, cela reste du domaine de la science-fiction. “Pour reproduire ce que nous avons fait, vous auriez à ouvrir le crâne de quelqu’un et il devrait coopérer." La réalisation d’un dispositif pour aider les gens à parler ne sera pas chose facile. Les signaux du cerveau, qui encodent les mots imaginés, pourraient être plus difficiles à déchiffrer et l’appareil devrait être petit et fonctionner sans fil. Un autre casse-tête potentiel est de faire la distinction entre les mots qu’une personne veut dire et les pensées qu’elles préfèrent garder privées.

Dans cette étude, les chercheurs se sont uniquement axés sur les mots et phonèmes anglais, mais Pasley souhaite aussi étudier d’autres langues, a-t-il dit.

La recherche apparait dans le journal PLoS Biology : Reconstructing Speech from Human Auditory Cortex.

 

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