Interface homme machine : un singe pense, un autre exécute

Interface homme machine : un singe pense, un autre exécute

20.02.2014

Dans le très mauvais film « Ultimate Game » de Mark Neveldine, des joueurs de jeux vidéo pouvaient se connecter aux cerveaux de condamnés à mort, afin de contrôler leurs mouvements et de les forcer à se battre dans un jeu de tir en vue subjective et à balles réelles. Des chercheurs américains viennent de poser les bases de la technologie derrière le scénario de cette série Z, en transmettant directement les instructions des neurones du cortex prémoteur d’un singe « maître » vers les motoneurones d’un singe « avatar ». Les résultats de leurs travaux ont été publiés dans Nature Communications.

Le maître et son disciple

Le maître était entraîné à manier un joystick pour déplacer un curseur vers une cible sur un écran. Lors de cet entraînement, les chercheurs avaient mesuré l’activité de 125 neurones du cortex prémoteur à l’aide d’une série d’électrodes. Ils étaient ainsi en mesure de faire correspondre le mouvement volontaire vers une cible avec le profil d’activité de ces neurones.

De son côté, l’avatar se voyait implanter deux séries d’électrodes entre les vertèbres C5 et C6, et l’association entre la stimulation de ces électrodes et le type de mouvement recherché a été réalisée empiriquement. Après l’entraînement, une section de la moelle épinière a été réalisée chez ces deux singes, et l’activité enregistrée lorsque l’on mettait le singe maître devant l’écran était transmise au singe avatar sous sédation. Ce dernier reproduisait alors les gestes commandés par le singe maître. En se concentrant sur la tâche à remplir, le singe maître transmettait des instructions qui étaient réalisées par le singe avatar avec un taux de réussite de 77 % alors que ce taux était de 96 % quand il maniait lui-même le joystick.

Se focaliser sur la cible

« Notre approche consistait à se concentrer sur l’objectif du mouvement, et non pas sur la trajectoire intermédiaire, » explique Maryam Shanechi, docteur en ingénierie informatique spécialisée dans l’interface cerveau-machine à l’université Cornell, à New York, et premier auteur de l’étude. « L’information était transmise en temps réel, et convertie en une stimulation correspondante de la colonne vertébrale et des muscles de manière à provoquer un mouvement plan vers l’objectif » lu dans l’activité des neurones du cortex prémoteur.

Parvenir à rétablir la connexion entre le système nerveux central et les membres est une tache difficile, car les muscles antagonistes doivent être mobilisés dans une séquence bien précise pour parvenir à reproduire un mouvement. Les auteurs espèrent que leur approche consistant à simplement lire la cible du mouvement et la faire correspondre à une stimulation préenregistrée permettra à l’avenir de restaurer une partie de la mobilité de certains patients paralysés par des lésions de la moelle épinière.

Maryam M. Shanechi et all, A cortical-spinal prosthesis for targeted limb movement in paralysed primate avatars, Nature Communications, publication en ligne du 18 février

Damien Coulomb
Source : Lequotidiendumedecin.fr
Commenter 1 Commentaire
 
20.02.2014 à 20h23

« Je suis d'accord pour l'avancée, mais pas pour le "singe" et je vois que l’Amérique est très en retard en ce domaine!! »

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