Une nouvelle technologie pourrait aider les personnes paralysées à parler à nouveau
Les scientifiques sont sur le point de concevoir une technologie qui utilise les commandes de codage et de contrôle musculaire du cerveau pour permettre aux personnes qui ont perdu le pouvoir de la parole en raison de la paralysie de parler à nouveau.
Une recherche récente menée par l'Université Northwestern à Evanston, IL, révèle que le cerveau génère des sons de la parole d'une manière similaire à la façon dont il contrôle les mouvements des mains et des bras.
Cette découverte rapproche le jour où les personnes paralysées - comme les personnes atteintes du «syndrome de l'enfermement» - pourront parler à travers une «interface cerveau-machine» en essayant simplement de dire des mots.
Un article sur le travail figure désormais dans le Journal des neurosciences.
L’équipe prévoit la technologie utilisant le propre encodage des sons du cerveau ainsi que les commandes qui contrôlent les muscles des lèvres, de la langue, du palais et de la boîte vocale pour les produire.
Plus «intuitif» que la technologie Hawking
Un tel système, expliquent les auteurs, serait plus «intuitif» que celui utilisé par le physicien renommé Stephen Hawking, décédé plus tôt cette année à l'âge de 76 ans.
Hawking avait une maladie rare appelée sclérose latérale amyotrophique qui l'a laissé paralysé et incapable de parler naturellement pendant la majeure partie de sa vie.
Cependant, grâce à une interface informatique qu'il pouvait contrôler en bougeant sa joue, il pouvait écrire des mots et des phrases qu'un synthétiseur vocal lisait ensuite.
Bien que la méthode fasse le travail, elle est lente et laborieuse. Ce n'est pas l'articulation de la parole que le cerveau encode et envoie aux muscles qui émettent les sons.
Au lieu de cela, il exige que la personne passe par un processus qui s'apparente davantage à l'écriture; ils doivent penser, par exemple, à la forme écrite des mots et des phrases qu'ils souhaitent articuler, pas seulement à leurs sons.
«Phonèmes et gestes articulatoires»
L'étude poursuit un modèle de production de la parole en deux parties: la formulation des phonèmes et les «gestes articulatoires».
Le premier est le processus hiérarchique de décomposition des phrases, des phrases, des mots et des syllabes en sons individuels ou phonèmes. Le second est leur production par le contrôle des muscles qui articulent le tractus vocal. Jusqu'à ce travail, on ne savait pas comment le cerveau les planifiait et les représentait réellement.
«Nous avons émis l'hypothèse», note l'auteur principal de l'étude, le Dr Marc W. Slutzky, professeur agrégé de neurologie et de physiologie, que «les zones motrices de la parole du cerveau auraient une organisation similaire pour armer les zones motrices du cerveau.»
Il poursuit en expliquant qu'ils ont identifié deux zones cérébrales impliquées dans la production de la parole, rapportant: «Le cortex précentral représentait les gestes dans une plus grande mesure que les phonèmes. Le cortex frontal inférieur, qui est une zone de parole de niveau supérieur, représentait à la fois des phonèmes et des gestes. »
Lui et ses collègues ont fait ces découvertes en étudiant l'activité cérébrale chez des personnes avec des électrodes implantées dans leur cerveau alors qu'elles subissaient une intervention chirurgicale pour enlever des tumeurs. Les patients devaient être conscients pendant la chirurgie car ils devaient lire des mots sur un écran.
Les auteurs expliquent:
«Ces résultats suggèrent que la production de la parole partage une structure organisationnelle critique similaire avec le mouvement d'autres parties du corps.»
«Cela a des implications importantes», concluent-ils, «à la fois pour notre compréhension de la production de la parole et pour la conception d'interfaces cerveau-machine pour restaurer la communication avec les personnes qui ne peuvent pas parler.
Sur la base de leurs résultats, ils envisagent maintenant de construire un algorithme d'interface cerveau-machine qui, en plus de décoder les gestes, sera également capable de former des mots en les combinant.
