L''avenir de la communication homme / machine : les interfaces neuronales directes

[krolis]

Hier on s'en souvient, l'ordinateur était
entièrement contrôlé au clavier, à la ligne de commande. Les souris ont
rapidement fait leur apparition avec les premières interfaces
graphiques, qui ont grandement participé à la popularisation des PC à
travers le monde. En 2008, c'est l'ère du tactile qui a vraiment
explosé, portée par la vague des iPhones, même si le concept du
multimédia contrôlable au doigt n'est pas nouveau ; on se souvient de cet article,
qui avait visé très juste à l'époque. Inutile de préciser que
l'apparition de la souris n'a pas fait disparaître la ligne de
commande, de la même façon que le tactile ne pourra jamais remplacer
complètement la souris, ce sont juste des améliorations. (ou pas, voir cet article que j'ai écrit sur les interfaces et le tactile)

Ce qui va nous intéresser aujourd'hui, c'est ce qui a de grandes
chances de supplanter un jour le tactile : le contrôle par la pensée.
C'est une technologie en développement, encore lourde, peu pratique, et
encore trop onéreuse pour se retrouver dans le foyer du consommateur
lambda, mais elle mérite qu'on s'y attarde un instant, car elle est
promise à un grand avenir. On la nomme IND en franco-français, mais le terme communément utilisé est celui de BCI.

Le concept

CBI par électrode pénétrant

Ils'agit de permettre à l'utilisateur de contrôler un software par la
pensée. Pour comprendre comment cela est possible, il faut avoir
quelques bases de neurobiologie. Tout d'abord, l'essor de l'imagerie
fonctionnelle au cours du XXème siècle a permis de montrer que
certaines régions du cerveau étaient spécialisées. Il existe par
exemple des zones spécialisées dans la mémoire, d'autres dans les
réflexes, et d'autres encore dans la motricité (c'est-à-dire
l'exécution de mouvements).

Les neurones communiquent entre eux grâce à des impulsions électriques,
et pour simplifier énormément, on peut imaginer que plus une région du
cerveau est sollicitée, plus elle est active électriquement. Cette
activité est détectable par des électrodes. Les neuroscientifiques se
sont donc dit que l'on pourrait interpréter les signaux électriques
émis par les régions d'intérêt du cortex cérébral (surface du cerveau,
support de l'activité motrice) pour en déduire le geste effectué ou imaginé
par le cobaye. On a donc par exemple demandé à la personnes de fermer
leur main droite, puis on a étudié et stocké les caractéristiques des
ondes électriques émises (fréquence, amplitude...). On constitue ainsi une banque de données d'ondes associées à des mouvement (relativement variable selon les individus).

De cette façon, lorsque ces ondes sont détectées , on sait que le
cobaye a voulu, par exemple, fermer sa main droite. Ensuite, il suffit
d'associer, par exemple, la fermeture de la main à un clic de souris,
le tirage de langue au mouvement vers le haut, etc. De cette façon, en
s'imaginant fermer la main, la personne clique, en s'imaginant tirer la
langue, elle déplace le curseur... Les exemples sont grossiers, mais au
moins c'est imagé.

Les BCIs permettent donc de détecter et
d'interpréter l'activité cérébrale grâce à des électrodes et à une
banque de données d'ondes établie au préalable.

La pratique

On s'en serait douté, la théorie est belle, mais l'on se heurte à de
nombreuses embûches lors de l'application. La principale est la qualité
variable des signaux détectés. En effet, plus le signal est de bonne
qualité, plus il est facile à interpréter : il ne s'agirait pas de confondre un déplacement vers le haut et un clic
! Or, la qualité du signal varie énormément en fonction de l'instrument
qui sert à le détecter, et plusieurs méthodes sont déjà en lice, avec
leurs avantages et leurs inconvénients.

électroencéphalographie




électrocorticographie

• L'électroencéphalographie est l'analyse des
  signaux électriques à la surface de la peau du crâne. Si c'est une
  méthode facile à mettre en œuvre : on pose simplement des électrodes à
  la surface de la tête et c'est parti, pas d'opération, rien de
  définitif, juste un bonnet ou un casque qui reçoit les ondes. Les
  résultats sont pour l'instant peu encourageants côté précision du fait
  des interférences causées par la boîte crânienne, ce qui rend
  l'apprentissage plus fastidieux.
  
• Les électrodes pénétrant directement à l'intérieur
  du cerveau permettent des meilleurs résultats, mais sont très invasives
  et potentiellement instables : elles sont implantées chirurgicalement à
  un endroit précis, et risquent de bouger par la suite.
  
• Pour info, une troisième méthode existe. Nommée électrocorticographie,
  c'est grossièrement la combinaison des deux : un quadrillage
  d'électrodes est placé sur une zone de cerveau, entre le cerveau et le
  boîte crânienne (et non dans le cerveau comme avec l'électrode
  pénétrante). Elle présente d'autres avantages que je n'exposerai pas
  ici.
  

CBI anodine par électroencéphalographie

Les CBIs ne sont à ce jour pas encore assez évoluées pour débarquer dans
nos foyers. Substantiellement, elles permettent le contrôle d'un
curseur qui permet par exemple de se déplacer dans un environnement 2D
ou d'épeler des mots via un clavier virtuel : on n'en est pas encore à
la dictée directe à l'ordinateur, malheureusement. Mais alors, quel
intérêt ?

Aujourd'hui, ces appareils sont principalement destinés aux personnes
paralysées, dont on peut dire qu'elles sont enfermées dans leur corps.
Les BCIs permettent à ces personnes de communiquer des ordres
directement grâce à leur cerveau, que ce soit à un ordinateur ou à une
machine (fauteuil roulant) sans nécessiter d'activité musculaire aucune
: c'est souvent vécu comme une véritable libération ! Pour l'exemple, un patient du Pr Wolpaw un des chefs de file de cette technologie encore naissante) est équipé
d'un système BCI depuis deux ans, et ça lui a permis de travailler dans
la recherche biomoléculaire, avec 3 employés sous sa tutelle !

-> LA vidéo à voir <-

Seule la première méthode, qui ne nécessite aucun type de chirurgie mais juste la mise en place temporaire d'un bonnet ou d'un casque,
a des chances de se démocratiser. Les deux autres sont bien réservées
aux personnes handicapées nécessiteuses d'une technologie très
performante dès maintenant.


Un logiciel pour BCI: OpenViBe



OpenViBe, fruit d'un travail commun entre l'INSERM et l'INRIA
(organismes français pour la médecine et l'informatique), est un
logiciel libre tournant sous windows et linux et offrant une interface
de développement et un tas de fonctionnalités pour l'interprétation des
signaux neuronaux provenant de BCIs. En effet, il existe une partie
informatique au travail d'interprétation, et OpenViBe, présente
l'avantage d'être un projet Open Source, sous licence L-GPL (codé en C
et utilisant GTK, ça devrait rappeler pas mal de choses à certains
d'entre vous ).

A ce jour, quatre applications ont été développées grâce OpenViBe : Une
aide à la saisie de texte pour paralytiques et trois jeux (vaisseau
spatial, handball et univers virtuel). Il ne tient qu'à vous d'imaginer
les folies que pourrait permettre une telle technologie, une fois
efficace, et ce quelque soit le milieu !

source:http://www.siteduzero.com/news-62-32152-p1-l-avenir-de-la-communication-homme-machine-les-interfaces-neuronales-directes.html

[El Maligno Angelo]

Merci krolis
Vraiment c extra ordinaire, seulement j'espère que cela n'a pas d'impact sur la santé !!!

[krolis]

Oui, nous espérons bien. Mais je pense que seuls les deux dernières méthodes sont un peu dangereuses vu qu'elles nécessitent une opération chirurgicale. Or, elles sont destinées aux handicapés. J'attends avec impatience d'autres progrès, et surtout de la première méthode.

[El Maligno Angelo]

oui justement et comme la technologie avance très rapidement je crois pas que cela prends beaucoup de temps avant qu'il soit réalisé (de nouveau projets)

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