Jusque-là, l'application des automates pour faire la jonction entre l'intention dictée par la pensée et le mouvement d'un automate a nécessité un entraînement intensif ou bien a été confinée à un répertoire de mouvements extrêmement limité.
Le nouveau système décrit dans « Nature » par l'équipe du département de neurosciences de la Browne University (Providence, Rhode Island, Etats-Unis) qui l'a mis au point chez des singes apparaît adaptable à un usage par les humains. Globalement, il décode l'activité d'un petit nombre de neurones situés au niveau du cortex moteur. Le contrôle du curseur (par l'animal) qui en résulte est pratiquement aussi rapide et précis que lorsqu'il utilise ses mains.
Comment quelques motoneurones du cortex de singes peuvent-ils être décodés et convertis en un signal que les animaux sont capables d'utiliser ?
Mijail D. Serruya et coll. l'expliquent.
Ils ont d'abord enregistré l'activité de motoneurones chez trois singes Macaca mulatta auxquels des électrodes avaient été implantées au niveau cortical.
D'une main, les singes agissent sur un levier contrôlant la position d[212]un curseur sur un écran, essayant de viser une cible en constant mouvement semi-aléatoire. Un système de filtres informatiques (fondés sur un algorithme mathématique précis) a été mis au point pour établir la correspondance entre le signal manuel et neuronal.
La tâche a ensuite été modifiée pour devenir discontinue. Les singes devaient désormais viser une cible stationnant pendant un certain temps en différents endroits de l'écran. C'est à ce moment-là que le contrôle neuronal de la position du curseur a été substitué au contrôle manuel.
La réalisation de la tâche a ensuite été poursuivie de deux manières : le curseur pouvait être contrôlé soit par le mouvement de la main, soit par un signal neuronal. L'un des singes a rapidement utilisé l'activité fondée sur l'incitation neuronale.
Les cibles ont été atteintes (une atteinte réussie est réalisée dans les 20 secondes de l'apparition de la cible) à la même fréquence par la stimulation neuronale que par le contrôle manuel du mouvement. Et les délais n'ont pas été sensiblement rallongés.
Les futures neuroprothèses
Des neuroprothèses destinées à l'homme devraient inclure deux systèmes d'apprentissage, expliquent les auteurs : un automate intégrant un algorithme mathématique et le cerveau du sujet. Le rôle primaire de l'algorithme est de transformer l'activité neuronale en un signal de contrôle qui soit utilisable dans une région déterminée de l'espace (région délimitée, utile pour la tâche qu'on s'est fixée).
D'ailleurs, il semble exister une certaine interaction entre l'automate et le sujet, qui s'adapte à ses limites. Les fonctions visuelles interagissent également, participant au contrôle et à l'ajustement du signal.
« Nature », vol. 416, 14 mars 2002, pp. 141-142.
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