29 Avr, 2019

Un implant cérébral transforme les signaux du cerveau en parole synthétisée

Biotechnologie, Electronique, Informatique, Logiciel, Matériel, Médical, NTIC, Réseau, Technologie, Télécoms

Cet implant cérébral fonctionne avec un réseau neuronal pour faire correspondre les schémas cérébraux aux mouvements du tractus vocal.

Les scientifiques ont mis au point un implant qui interprète les signaux dans le cerveau et les convertit en un langage compréhensible et synthétisé. Cette technologie innovante pourrait un jour donner la parole à des personnes qui, autrement, seraient incapables de communiquer.

C’est le travail de chercheurs de l’Université de Californie à San Francisco, qui ont entrainé/formé leur modèle sur cinq volontaires lisant des passages de contes pour enfants. Des électrodes ont été utilisées pour mesurer les tensions cérébrales pendant la narration, et ces modèles ont ensuite été adaptés à la parole.

La partie cruciale de cette approche particulière est que plutôt que d’essayer de lire les pensées, elle vise à lire les efforts du cerveau pour contrôler les lèvres, la mâchoire et le larynx. Même les personnes qui ont perdu la capacité de parler peuvent penser à former leur bouche pour produire des mots, et c’est le signal que ce nouvel appareil utilise.

Bien que le système soit loin d’être parfait à l’heure actuelle – une moyenne de 69 % des mots peuvent être bien compris, avec 25 options au choix – l’accent mis sur la simulation de l’appareil vocal a permis de faire un grand pas en avant dans la précision.

« La relation entre les mouvements de l’appareil vocal et les sons de la parole qui sont produits est compliquée « , explique Gopala Anumanchipalli, chercheur principal. « Si ces centres de la parole dans le cerveau codent des mouvements plutôt que des sons, nous devrions faire de même pour décoder ces signaux. »

Gopala Anumanchipalli et ses collègues se sont retrouvés avec deux réseaux neuronaux : l’un pour faire correspondre les signaux du cerveau aux mouvements du conduit vocal et l’autre pour transformer ces mouvements en parole synthétisée.

Le chercheur Gopala Anumanchipalli avec le nouvel implant cérébral

Comme pour les tentatives précédentes de transformer les schémas cérébraux en sons intelligibles, les mots courts et les phrases simples sont les plus efficaces. Au fur et à mesure que les phrases se compliquent, le nouveau traducteur synthétisé ne fonctionne pas aussi bien – bien qu’il représente quand même un progrès impressionnant.

Des réseaux d’électrodes à plus haute densité pour la surveillance et des algorithmes d’apprentissage machine plus complexes dans le système lui-même pourraient tous deux améliorer la précision des traductions. Il est encourageant de constater que le nouvel implant montrait des signes de compréhension de phrases qui n’avaient pas été incluses dans les données de formation.

De plus, les scientifiques ont remarqué un certain chevauchement entre les tendances des différents participants à l’étude, ce qui devrait faciliter et accélérer la formation de systèmes comme celui-ci à l’intention de nouvelles personnes.

« Nous avons encore du chemin à faire pour imiter parfaitement le langage parlé « , dit un autre membre de l’équipe, Josh Chartier. Nous sommes très doués pour synthétiser des sons plus lents comme » sh » et » z « , ainsi que pour maintenir les rythmes et les intonations de la parole et le sexe et l’identité de l’orateur, mais certains des sons plus brusques comme » b » et » p » deviennent un peu flous.

« Néanmoins, le niveau de précision que nous avons produit ici serait une amélioration étonnante de la communication en temps réel par rapport à ce qui est actuellement disponible. »

Il peut s’écouler un certain temps avant qu’un implant comme celui-ci soit prêt à donner une voix artificielle à ceux qui ont perdu la capacité naturelle de parler, mais c’est une percée très encourageante.