Comment le langage peut être reconstruit à partir des ondes cérébrales

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Percée dans la recherche sur le cerveau: les chercheurs observent le cerveau parler
Des chercheurs de l'Institut de technologie de Karlsruhe (KIT) ont fait une percée dans la recherche sur le cerveau. Ils ont pu dériver des sons de l'activité cérébrale des sujets de test que la personne dit actuellement. Les chercheurs ont même reconstruit des mots et des phrases entières. Le processus, que l'équipe de Karlsruhe a développé en collaboration avec des chercheurs de l'American Wadsworth Center, s'appelle "brain-to-text". Cette découverte pourrait être révolutionnaire, en particulier pour les personnes souffrant du syndrome de verrouillage. Les scientifiques ont publié leurs résultats dans le magazine spécialisé "Frontiers in Neuroscience".

La langue devient visible à travers les ondes cérébrales
«Il y a longtemps eu des spéculations sur la possibilité de communiquer directement entre les humains et les machines via les ondes cérébrales», déclare Tanja Schultz, professeur d'informatique, qui a dirigé l'étude au KIT Cognitive Systems Lab, dans un communiqué de l'institut. "Nous avons maintenant pu montrer que les sons de parole individuels et les phrases complètes prononcées en continu peuvent être reconnus à partir des ondes cérébrales."

Dans le cadre de leur enquête, les chercheurs ont placé sept patients épileptiques aux États-Unis sur un réseau d'électrodes directement sur le cortex cérébral. Le cerveau du patient était déjà exposé pour le traitement de l'épilepsie. La méthode ne peut pas encore être réalisée à l'aide d'électrodes qui sont placées sur la tête de l'extérieur et mesurent l'activité cérébrale.

"Pour la première fois, nous pouvons regarder le cerveau parler", a déclaré Schultz à l'agence de presse "dpa". Pour la première fois, les chercheurs ont pu suivre le processus de parole dans le cerveau jusqu'à l'activation des muscles des organes d'articulation au moyen des neurones du cortex cérébral. Les activités ont été rendues reconnaissables par les couleurs. «Plus l'activité est élevée, plus la couleur est chaude», explique Schultz.

Les chercheurs en cerveau créent des bases de données avec 50 sons différents
Les sujets devaient parler certains textes, comme un discours de l'ancien président américain John F. Kennedy ou de simples comptines. Étant donné que les chercheurs savaient quand chaque son était prononcé, ils ont pu utiliser les ondes cérébrales mesurées pour créer des bases de données avec environ 50 prototypes sonores. À l'aide d'algorithmes, les chercheurs ont par la suite pu identifier ce qui se disait simplement à partir des ondes cérébrales. Les sons ont été considérés en relation avec des mots et des phrases entières. «Cela nous donne de beaux résultats qui sont encore loin de la qualité de la reconnaissance vocale acoustique en termes de qualité, mais qui sont nettement meilleurs que si vous devinez», rapporte Schultz.

Pour le "cerveau-texte", des méthodes de traitement du signal et de reconnaissance automatique de la parole ont été utilisées. «En plus de reconnaître la parole à partir des signaux cérébraux, ceux-ci permettent une analyse détaillée des régions cérébrales impliquées dans le processus de parole et de leurs interactions», expliquent Christian Herff et Dominic Heger, qui ont développé le système dans le cadre de leur doctorat, dans le KIT communication.

Jusqu'à présent, cependant, la nouvelle méthode n'a été testée que chez sept patients, parmi lesquels seulement cinq minutes de parole au maximum étaient disponibles pendant les examens. À l'avenir, les personnes qui souffrent du soi-disant syndrome d'enfermement pourraient bénéficier du "brain-tot-text". Les personnes touchées sont conscientes mais ne peuvent pas se faire comprendre en raison de la paralysie. (ag)

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Vidéo: QHy 06 Comment fonctionnent les ondes cérébrales?