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30 Mai, 2024

Un implant cérébral bilingue avec IA aide les survivants d’un AVC à communiquer en espagnol et en anglais

Un implant cérébral bilingue avec IA aide les survivants d’un AVC à communiquer en espagnol et en anglais

L’implant utilise une forme d’IA pour transformer l’activité cérébrale de l’homme en phrases, lui permettant de participer à une conversation bilingue et de « passer d’une langue à l’autre ».

Des scientifiques de l’Université de Californie à San Francisco ont développé un implant cérébral bilingue qui utilise l’intelligence artificielle pour aider un survivant d’un AVC à communiquer pour la première fois en espagnol et en anglais.

Près d’une douzaine de scientifiques du Centre d’ingénierie neuronale et de prothèses de l’université ont travaillé pendant plusieurs années pour concevoir un système de décodage capable de transformer l’activité cérébrale de l’homme en phrases dans les deux langues et de les afficher sur un écran .

Un article publié le 20 mai dans Nature Biomedical Engineering décrivant leurs recherches identifie l’homme comme étant Pancho. À 20 ans, il est devenu gravement paralysé à la suite d’un accident vasculaire cérébral au début des années 2000. Pancho peut gémir et grogner mais ne peut pas articuler des mots clairs. Il est de langue maternelle espagnole et a appris l’anglais à l’âge adulte.

Sous la direction du Dr Edward Chang , neurochirurgien qui est codirecteur du Centre d’ingénierie neuronale et de prothèses, Pancho a reçu un implant neuronal en février 2019 , permettant aux scientifiques de commencer à suivre son activité cérébrale.

En utilisant une méthode d’IA connue sous le nom de réseau neuronal, les chercheurs ont pu entraîner l’implant de Pancho à décoder les mots en fonction de l’activité cérébrale produite lorsqu’il tentait de les articuler. Cette méthode de formation à l’IA permet essentiellement à l’implant cérébral, connu scientifiquement sous le nom de dispositif d’interface cerveau-ordinateur, de traiter les données d’une manière quelque peu similaire à celle du cerveau humain.

En 2021, la technologie avait considérablement contribué à restaurer la capacité de Pancho à communiquer, mais uniquement en anglais .

« Le décodage de la parole a été démontré principalement pour les monolingues, mais la moitié du monde est bilingue, chaque langue contribuant à la personnalité et à la vision du monde d’une personne », a déclaré le groupe de recherche de Chang sur X . « Il est nécessaire de développer des décodeurs permettant aux bilingues de communiquer avec les deux langues. »

Cependant, la recherche de 2021 a servi de base au développement du système de décodage qui a ensuite rendu l’implant cérébral de Pancho bilingue en espagnol et en anglais.

Autoriser un changement de langue en fonction des préférences

Après avoir découvert que le cerveau de Pancho avait une « activité corticale » dans les deux langues des années après sa paralysie, les scientifiques ont réalisé qu’ils pouvaient en tirer parti pour former un implant cérébral bilingue sans avoir besoin de former des systèmes de décodage distincts spécifiques à la langue.

« Nous avons exploité cette découverte pour démontrer le transfert de l’apprentissage entre les langues. Les données collectées dans une première langue pourraient accélérer considérablement la formation d’un décodeur dans la deuxième langue », a déclaré le groupe de recherche de Chang sur X , car il est basé sur l’activité cérébrale produite par « l’activité cérébrale par les mouvements vocaux intentionnels du participant, quelle que soit la langue ».

En 2022, les scientifiques ont cherché à le prouver. Ils ont de nouveau utilisé le réseau neuronal artificiel pour entraîner l’implant cérébral de Pancho à l’activité neuronale distincte produite par son discours bilingue.

Selon leurs découvertes, Pancho a pu utiliser le système de décodage bilingue alimentant son implant cérébral pour « participer à une conversation, en basculant entre [les deux] langues en fonction de ses préférences ».

L’étude montre finalement « la faisabilité d’une neuroprothèse vocale bilingue », ou implant cérébral bilingue, et donne un aperçu de la façon dont ce type de technologie a le « potentiel de restaurer une communication plus naturelle » entre les locuteurs bilingues paralysés, selon l’article du 20 mai.