Santé

Lire dans les pensées : une IRM pour voir les lettres dans le cerveau

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Les chercheurs rivalisent d'ingéniosité pour communiquer avec les personnes devenues incapables de s'exprimer verbalement ou gestuellement. Dernière méthode en date : une IRMf qui interprète les changements de flux sanguins particuliers comme des lettres. Le patient peut ainsi épeler des mots par ses pensées et l'ordinateur les analyse avec 82 % de fiabilité.

Le cerveau, avec ses dizaines de milliards de neurones, est un organe encore bien mystérieux mais peu à peu on parvient à révéler certains de ses mystères. Serons-nous capables pour autant de lire dans les pensées ? © Heidi Cartwhright, Wellcome Images, Flickr, cc by nc nd 2.0

Enfermé dans son esprit. C'est un peu ce que doivent ressentir les personnes devenues paralysées au point de ne plus pouvoir ni parler, ni communiquer avec les gestes. La tête fonctionne mais pas le corps. Pourtant, ces malades ont comme n'importe qui le besoin de s'exprimer et de se faire comprendre. C'est pourquoi les scientifiques tentent d'interpréter des signes caractéristiques du cerveau pour discuter avec ces patients.

Plusieurs solutions ont déjà été proposées, comme un ordinateur nommé iBrain, en offrant la possibilité aux patients de déplacer un curseur ou grâce à l'électroencéphalogramme (EEG). Désormais, c'est une autre piste de l'imagerie cérébrale, l'IRM fonctionnelle (IRMf), qui vient d'être empruntée par des chercheurs de la Maastricht University (Pays-Bas). Ils ont réussi, avec une fiabilité de 82 %, à communiquer avec six volontaires non paralysés grâce à un ordinateur capable de décrypter une à une les lettres qui composaient leurs pensées.

Une IRM, des rangées de lettres et des tâches mentales

Le système, plutôt complexe, est décrit dans les colonnes de Current Biology. Les patients sont allongés dans une machine à IRM et disposent d'un écran sous les yeux. Sur cet écran figurent 27 caractères, soit les 26 lettres de l'alphabet complétées par un espace, pour séparer les mots. Ces caractères sont triés en trois rangées de neuf colonnes. Jusque-là tout va bien mais les choses vont se compliquer.

Chacune de ces rangées est associée à une tâche cérébrale : activité motrice, du calcul mental ou la parole. Ces actions demandent au cerveau d'activer des régions différentes, qui se matérialisent dans une IRMf par la visualisation des variations de flux sanguins à travers l'encéphale. Chaque lettre est associée à une tâche mentale et une durée. Le tableau ci-dessous l'illustre plus clairement.

En fonction des zones du cerveau (mental task) qui s'activent et leur durée (timing), l'ordinateur parvient le plus souvent à interpréter correctement les pensées des volontaires même s'il commet des petites erreurs sans conséquences pour la compréhension. Par exemple, lorsqu'un sujet a voulu répondre « INDONESIA », l'ordinateur a compris « INDCNERCA ». © Sorger et al., Current Biology

Par exemple, pour exprimer le mot « sel », le patient doit dans un premier temps se réciter un poème (ou toute autre activité liée au langage) durant 20 s pour valider la lettre S. Ensuite, il laisse passer 10 s puis se focalise 30 s durant sur une activité motrice (course à pied) pour sélectionner le E, avant de patienter encore 10 s pour se réciter les tables de multiplication pendant 10 s supplémentaires. En fonction des images que l'ordinateur obtient, il peut reconstituer les mots.

Lenteur et inconfort : un dispositif crédible pour lire les pensées ?

Le système, dans les toutes premières phases de développement, est encore perfectible puisque huit fois sur dix, l'ordinateur n'a pas interprété correctement les lettres que voulaient mentionner les participants. Malgré tout, les mots pouvaient être reconstruits par déduction.

Ce dispositif bénéficie d'un avantage certain, c'est qu'il ne nécessite quasiment aucun entraînement avant de pouvoir être utilisé, ce qui n'est pas toujours le cas des autres techniques. Il présente aussi des inconvénients, notamment les délais nécessaires pour épeler une lettre qui peuvent s'étendre sur 50 s et le manque de confort de la machine IRM.

Avec le temps, les différents dispositifs se perfectionneront et le jour où nous parviendrons à lire dans les pensées plus précisément n'est peut-être pas si lointain. Devons-nous nous en réjouir ou nous en inquiéter ?

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