Une interface cerveau-ordinateur dotée de réseaux d’électrodes implantés dans le cortex moteur a permis à trois personnes tétraplégiques d’utiliser une tablette tactile traditionnelle pour jouer du piano, écrire de emails ou réaliser des achats en ligne. Un dispositif mis au point par des chercheurs américains de l’Université de Stanford, dont les résultats de l’étude* ont été publiés le 21 novembre 2018 dans la revue Plos One.
La technologie au service du handicap
Pour faciliter l’accès des personnes handicapées aux ordinateurs, il existe des logiciels spécialisés avec des périphériques de saisie personnalisés.
Cependant, pour les millions de personnes qui souffrent d’une forme de paralysie, ces méthodes de communication améliorée alternative (CAA), qui visent à remplacer la parole ou l’écriture pour les personnes présentant une déficience, ne permettent pas une utilisation optimale des ordinateurs.
Les technologies désignées par le terme d’interface cerveau-ordinateur qui traduisent l’activité du cerveau en signaux de commandes utiles pour les dispositifs informatiques ouvrent des horizons. Des interfaces cerveau-ordinateur basées sur l’électroencéphalographie ont déjà permis la maîtrise de l’orthographe ou encore de la navigation sur internet.
Des électrodes implantées dans le cortex moteur
Dans le cadre du projet de recherche BrainGate2, des chercheurs américains de l’Université de Stanford ont voulu démontrer qu’une interface cerveau-ordinateur permettait à des personnes tétraplégiques de contrôler une tablette tactile grand public n’ayant subi aucune adaptation.
Trois patients tétraplégiques ont été inclus dans l’étude : deux souffraient d’une sclérose latérale amyotrophique et le troisième d’une tétraplégique due à une lésion de la moelle épinière.
Des réseaux de microélectrodes intracorticales ont été implantés dans leur cortex moteur. Ils détectent les signaux associés aux mouvements intentionnels produits dans le cortex moteur du cerveau. Ces signaux neuronaux sont ensuite acheminés vers une interface Bluetooth configurée pour fonctionner comme une souris sans fil virtuelle. Cette dernière a ensuite été couplée à une tablette Google Nexus 9 non modifiée.
Les participants ont ensuite été invités à effectuer une série de tâches à l’aide de la tablette afin de déterminer dans quelle mesure ils étaient capables de naviguer dans diverses applications et de passer de l’une à l’autre. Les résultats de cette étude ont été publiés le 21 novembre 2018 dans la revue Plos One.
Résultats
- Les participants ont parcouru les sélections de musique sur un service de diffusion en continu, recherché des vidéos sur YouTube, fait défiler l’agrégateur de news, composé des emails et participé à des tchats.
- Ils étaient capables d’effectuer 22 sélections par minute grâce au système pointer-cliquer.
- Ils ont pu saisir jusqu’à 30 caractères par minute à l’aide d’interfaces de messagerie et de texte standard.
- Les participants ont déclaré avoir trouvé l’interface intuitive et amusante à utiliser.
L’interface cerveau-moteur pour retrouver « la vie d’avant »
« C’était génial de voir nos participants faire ce que nous leur avions demandé de faire mais la partie la plus gratifiante et la plus amusante de l’étude était quand ils ont fait ce qu’ils voulaient faire : utiliser les applications qu’ils aimaient acheter », a déclaré le docteur Paul Nuyujukian, premier auteur de l’étude.
L’un deux a désiré jouer du piano, l’autre écrire des emails et le troisième faire des achats sur internet. Si les chercheurs étaient enthousiastes, les patients ne l’étaient pas moins : « La tablette est devenue une seconde nature pour moi, très intuitive. Cela me semblait plus naturel que lorsque je me souviens avoir utilisé une souris », a déclaré l’un des tétraplégiques.
Cependant, les chercheurs précisent que les patients n’ont pas eu accès à toutes les fonctionnalités de la tablette. Ils ne sont par exemple pas parvenus à faire défiler du haut vers le bas le navigateur web. Mais certaines de ces limitations auraient pu être surmontées grâce à des adaptations, « en activant les fonctionnalités d’accessibilité présentes dans le système d’exploitation Android ou des programmes tiers ».
Cette étude démontre que les interfaces cerveau-ordinateur vont pouvoir être utilisées pour une autre fonction que celle de surmonter les déficiences de communication. En effet, les trois patients s’en sont servis également pour se divertir et retrouver des loisirs qu’ils appréciaient dans leur vie d’avant.