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Un battement d'aile sous le scaphandre

16.02.2005

Une recherche suisse est saluée par le magazine Scientific American

Jose del R. Millan, chercheur à l'IDIAP de Martigny, reçoit les honneurs de la revue Scientific American pour ses travaux sur les interfaces cérébrales.

"Derrière le rideau de toile mitée une clarté laiteuse annonce l'approche du petit matin. J'ai mal aux talons, la tête comme une enclume, et une sorte de scaphandre qui l'enserre tout le corps. Ma chambre sort doucement de la pénombre. Je regarde en détails les photo des êtres chers, les dessins d'enfants, les affiches, le petit cycliste en fer-blanc envoyé par un copain la veille de Paris-Roubaix, et la potence qui surplombe le lit où je suis incrusté depuis six mois comme un bernard-l'ermite sur son rocher. Pas besoin de réfléchir longtemps pour savoir où je suis et me rappeler que ma vie a basculé le vendredi 8 décembre de l'an passé."

Jean-Dominique Bauby, Le scaphandre et le papillon, éditions Laffont


Peut-être vous souvenez-vous de ce livre bouleversant qui fait grand bruit à sa sortie, en 1997. A la suite d'un accident cérébral, Jean-Dominique Bauby, rédacteur en chef du magazine Elle, est frappé d'une maladie neurologique rare, le locked in syndrom. Parfaitement lucide mais entièrement paralysé, il n'a plus dès lors que l'usage de sa paupière gauche pour communiquer avec le monde extérieur. Pendant des mois, il dictera son témoignage à une orthophoniste, lettre après lettre, par battements de cils: l'histoire d'un esprit-papillon échappé d'un corps-scaphandre, plus hermétique qu'un sarcophage.

Bouger par la pensée

Pour venir en aide à ces hommes et femmes dont l'intégralité de la mobilité réside dans la pensée, des scientifiques réfléchissent aux outils à développer grâce aux technologies de l'information et de la communication qui ouvriraient quelques brèches dans les murs du quotidien.

Parmi ces chercheurs, on trouve le Dr Jose del R. Millan, à l'IDIAP, à Martigny, qui vient d'achever une année sabbatique dans la Faculté Information et Communication de l'EPFL et qui conduit un projet de longue haleine sur les interfaces cérébrales. Ses travaux lui ont d'ailleurs valu les honneurs de la revue Scientific American qui l'a élu, en novembre dernier, Leader in robotics pour l'année 2004.

"Plusieurs recherches, explique Jose Millan, sont conduites actuellement pour développer des moyens de commander par la pensée des dispositifs électroniques, de l'ordinateur au robot mobile." Les ingénieurs seraient-ils en train de réinventer la télépathie? Avouons-le, l'explication est un peu plus complexe. Comme son nom l'indique, l'interface cérébrale ne requiert aucune intervention physique de l'utilisateur, elle permet "simplement" de traduire une pensée en action.

Analyser les ondes cérébrales en temps réel

Comme tous les scientifiques engagés dans ce domaine - notamment à l'EPFL, le professeur Ebrahimi - Jose Millan étudie les possibilités d'analyser les ondes cérébrales en temps réel et d'en dériver une information qui sera traduite en action externe. Ainsi, sans le moindre mouvement, le sujet pourra choisir les lettres d'un clavier virtuel ou déplacer un robot de manière volontaire. On pense ici en particulier à une chaise roulante intelligente, guidée par la seule volonté du patient en fonction du trajet à parcourir. Pour réaliser ce tour de force qui consiste à faire obéir une machine par la pensée, point de procédés invasifs, type implants dans le cerveau.

Le seul "accessoire" ici consiste en un petit bonnet. "On mesure l'activité électrique du cerveau, explique Jose Millan, grâce à des électrodes placées sur le cuir chevelu qui enregistrent les signaux à l'aide de l'électroencéphalogramme (EEG). Pour reconnaître la tâche mentale sur laquelle le sujet se concentre - par exemple "tourner à gauche" ou "tourner à droite" - il s'agit d'analyser les variations de rythmes relevés par l'électroencéphalogramme. Nous sommes alors à la recherche de séquences typiques correspondant à telle ou telle tâche mentale".

Le chercheur de poursuivre: "Dans ce but de "déchiffrage" de l'action à accomplir, on élabore un programme capable de discriminer les signaux EEG, le classifieur statistique. C'est lui qui reconnaîtra la commande à transmettre au robot. Notre approche, de type neuro-cognitif, est fondée sur le processus mutuel d'apprentissage. L'humain et l'interface cérébrale s'adaptent l'un à l'autre. D'un côté, le classifieur apprend à reconnaître les tâches spécifiques liées au sujet, tandis que ce dernier développe la stratégie qui lui permettra de se faire comprendre de l'interface cérébrale. Il ne suffit donc que de quelques heures d'apprentissage pour que l'humain et la machine se comprennent bien."

L'un des défis est bien évidemment de réduire au maximum le temps de réponse de la commande désirée. Comme dans toute communication - la plus simple soit-elle - l'essentiel réside dans la compréhension du message. On est donc en face d'une réelle ébauche de dialogue silencieux entre le cerveau de la machine et le cerveau de l'homme qui doivent entrer en interaction, l'un devant comprendre ce que pense l'autre, l'autre devant comprendre ce que fait l'un. Le programme classifieur développé ici - et cela est un plus par rapport à d'autres interfaces cérébrales qui fonctionnent sur le mode binaire oui/non - est aussi capable de répondre "inconnu" quand il n'a pas compris l'ordre donné.

"Une utilisation intelligente des technologies"


L'idée et sa réalisation sont belles. Pas étonnant qu'elles aient séduit John Rennie, le rédacteur en chef du Scientific American: "Notre magazine croit fermement que le meilleur espoir de créer un monde plus sain, plus sûr et plus prospère réside dans l'utilisation intelligente des technologies. C'est pourquoi chaque année, nous saluons 50 personnes ou organisations qui, par leurs efforts extraordinaires dans la recherche, l'industrie et la politique, contribuent à concrétiser cet espoir."

Cependant affleure l'ombre d'un doute. Comme à chaque fois que l'on évoque ce qui fut longtemps réduit à un fantasme de la science-fiction avant de devenir un sujet de recherche dans les programmes scientifiques des plus grands services secrets de la Planète, notamment durant la Guerre froide: lire dans la tête de l'autre. Le dispositif de Jose Milllan d'aide aux handicapés sévères pourrait-il dès lors servir à terme d'autres fins, moins dignes?

"Cette question éthique, évidemment, nous nous la sommes posée plusieurs fois, dit-il. C'est pourquoi nous avons écarté une méthode pratiquée par d'autres équipes de chercheurs, dite du potentiel évoqué, qui induit une réponse automatique du cerveau à des stimuli externes, tels, par exemple, des clignotements de lumière. Facilement et rapidement détectables, ces réponses sont obtenues sans la volonté du sujet qui demeure entièrement tributaire de la manœuvre. Or, il nous semble très important que, dans cette nouvelle relation homme-machine qui s'ébauche, de cerveau à cerveau, l'humain puisse continuer de dire au robot: "Le maître, c'est moi".

"Notre dispositif repose donc sur le principe que les pensées doivent être générées de manière volontaire, en toute liberté par rapport à la machine. Cette option nous a conduits à constater un élément intriguant. Même lorsque plusieurs personnes pensent la même chose: "je veux ceci ou cela", le schéma d'activation du cerveau demeure individuel. C'est la machine qui va apprendre à bien traduire la pensée en fonction de l'individu qui est en face d'elle. Cette adaptation "personnalisée" a un autre avantage, la formation à la technologie est rapide. Après cinq jours déjà, le patient parvient à prendre totalement le contrôle du système."

Pas encore d'application industrielle

La recherche avance à la vitesse de la pensée, mais l'application industrielle n'est pas encore à portée de main. Jean-Dominique Bauby, quant à lui, ne verra pas les progrès de la science. Dans son sillage est née, en France, l'Association du locked-in syndrome, consacrée à cette maladie rare et cruelle. Le papillon, lui, a cessé son vol, le 9 mars 1997. Dans son laboratoire, Jose Millan poursuit sans relâche sa recherche pour créer un battement d'aile sous le scaphandre.

auteur: Barbara Fournier, Presse & Information