Des chercheurs utilisent l'IA pour aider les personnes atteintes de maladies neurologiques à alimenter des fauteuils roulants électriques grâce aux ondes cérébrales

Dès que je me suis assis sur le fauteuil roulant électrique, les chercheurs m'ont posé sur la tête un casque muni de conducteurs d'électrons qui s'enfonçaient dans mon cuir chevelu. Ils ont procédé à des ajustements jusqu'à ce qu'un ordinateur portable connecté au casque commence à recevoir des signaux de mon cerveau.

Dans le but de détecter les ondes cérébrales les plus faibles et de reconnaître leurs modèles pour la prédiction grâce à l'intelligence artificielle (IA), j'ai d'abord été chargé de pratiquer imaginé mouvement en contrôlant un avatar sur un écran avec juste mes pensées, ce qui serait alors la base pour contrôler le fauteuil roulant.

Cela a demandé un peu de pratique, mais finalement, l'avatar s'est déplacé simplement à côté de moi en pensant serrer ma main gauche.

Même lorsque je faisais une erreur – comme déplacer l’avatar vers un obstacle plutôt que de l’éloigner de lui – les chercheurs m’ont expliqué que l’instruction était annulée par la technologie de prédiction et d’estimation de l’IA, qui à ce stade avait reconnu des modèles dans mes ondes cérébrales qui pouvaient l’aider à prédire avec précision les instructions futures pour l’avatar. 

Une fois l'instrument entraîné par les ondes cérébrales, il était temps d'essayer d'utiliser mes pensées pour contrôler le fauteuil roulant électrique. J'ai fermé les yeux et me suis concentré sur la sensation ressentie en bougeant ma main gauche, immobile, posée sur ma jambe. Alors que j'imaginais serrer le poing gauche, le fauteuil s'est mis à bouger vers la gauche – la direction souhaitée ! 

Même si je n’ai pas besoin de fauteuil roulant dans ma vie quotidienne, l’expérience de faire fonctionner le véhicule avec mes pensées – assistées par l’IA – a été inspirante étant donné le potentiel qu’elle pourrait avoir pour améliorer la vie des personnes souffrant de graves lésions de la moelle épinière ou de troubles neurologiques comme la sclérose en plaques, la paralysie cérébrale ou le syndrome de Guillain-Barré. 

Ces conditions laissent souvent les patients alités ou dépendants des infirmières ou des membres de leur famille pour les aider à se déplacer. 

Depuis des années, les scientifiques s'efforcent de développer des technologies permettant aux personnes atteintes de ces pathologies de retrouver une partie de leur mobilité et de leur autonomie. En 2009, Toyota a lancé annoncé un fauteuil roulant qui pourrait être contrôlé à l'aide de signaux d'électroencéphalogramme (EEG) ; en 2023, des chercheurs de l'Université italienne de Padoue développé technologie d'interface cerveau-machine qui permet aux personnes totalement paralysées de conduire des fauteuils roulants électriques en utilisant les ondes cérébrales ; et d'autres études sur les fauteuils roulants alimentés par les ondes cérébrales intégrer réalité augmentée, vision par ordinateur et technologie d'étalonnage hors ligne.

Bien que des innovations comme celles-ci nous aient considérablement aidés à combler le fossé de mobilité des personnes souffrant de graves problèmes de la colonne vertébrale et neurologiques, les chercheurs de NTT Research m'ont dit que de nombreuses limitations subsistent encore, en particulier si l'on considère que les ondes cérébrales ne sont pas nécessairement les mêmes chez toutes les personnes, ni tout au long de la vie d'un individu.

Lors de sa récente conférence Upgrade 2025 à San Francisco, NTT Research a présenté une technologie d'IA qui, selon eux, peut prédire et compléter les signaux d'ondes cérébrales perturbés, permettant aux patients souffrant même de troubles neurologiques graves de pouvoir contrôler des fauteuils roulants électriques. 

« Il est connu que les ondes cérébrales peuvent varier en fonction de divers facteurs. Cependant, notre technologie est conçue pour optimiser l'IA pour chaque individu ; nous pensons donc qu'elle reste efficace malgré ces variations. » Kengo Okitsu, m'a dit un chercheur qui a travaillé sur le projet.  

L'activité électrique du cerveau est enregistrée en ondes alpha, bêta, gamma, delta et thêta, et une grande partie de leur signification fonctionnelle est encore en cours d'analyse. débattue. bêta et Rythme Mu Les ondes alpha, allant respectivement de 12 à 30 Hz et de 8 à 10 Hz, sont liées au mouvement, suggérant un mouvement planifié et instruit. 

Cependant, les ondes cérébrales ne sont pas uniformes au sein de la population. Les personnes atteintes de troubles cognitifs tels que démence et La maladie d'Alzheimer connaissent une diminution de l'activité et de la réactivité des ondes cérébrales. L'âge peut également empêcher la capacité des individus à produire des ondes cérébrales suffisamment fortes pour alimenter des fauteuils roulants électriques ; et même des troubles psychiatriques comme le TDAH, la schizophrénie et la dépression peut avoir un impact Fréquence EEG. 

Les technologies actuelles de traitement des ondes cérébrales ne permettent pas de suivre toutes ces variations. Les chercheurs misent donc sur l'IA pour compléter les signaux cérébraux insuffisants ou inexacts en reconnaissant les schémas d'ondes cérébrales, ce qui lui permettra de prédire les mouvements corporels imaginaires. 

« Notre technologie fonctionnera pour tout le monde car elle est continuellement mise à jour par l'IA », a déclaré Okitsu. « Il s'agit de collecter des données pour l'IA lors du fonctionnement réel de l'interface cerveau-machine. Ainsi, les utilisateurs peuvent d'abord utiliser l'avatar, puis notre technologie se met à jour grâce à l'IA. » 

Les chercheurs ont également souligné que le temps de réaction relativement court entre la conversion d'une pensée – comme serrer le poing – en action – comme tourner un fauteuil roulant – est également facilité par une infrastructure de communication photonique appelée IOWN, qui permet un traitement de données à haute capacité et à faible latence. Le réseau utilise des signaux photoniques (lumière) plutôt qu'électriques pour la transmission des informations, afin d'accélérer le transfert et le traitement des données. 

L’intégration de ces technologies dans les fauteuils roulants contrôlés par ondes cérébrales représente l’exploitation des technologies émergentes pour la construction d’outils de mobilité plus accessibles. 

Le projet pourrait signifier une évolution du mode de vie des personnes handicapées et de leurs aidants, qui bénéficieront tous deux de plus de liberté et d’autonomie.