Naming-Decoder

L’anarthrie est l’incapacité à articuler la parole intelligible. Elle peut survenir dans le cadre de nombreuses pathologies cérébrales et constitue un symptôme extrêmement invalidant, puisque rendant la communication verbale avec autrui à la fois pénible et limitée. Ces deux handicaps sont tout particulièrement marqués lorsque vient se surajouter une paralysie motrice du reste du corps, comme cela est le cas chez les patients atteints du syndrome d’enfermement (locked-in syndrome, LIS) ou de sclérose latérale amyotrophique (SLA ou maladie de Charcot). Ces patients sont alors dépendants pour leurs échanges quotidiens d‘outils de communication améliorée et alternative (CCA). Cependant de tels dispositifs nécessitent un excellent contrôle oculomoteur, ce qui n’est pas toujours le cas.

L’interface cerveau-machine (ICM) est porteuse de grands espoirs pour ces patients, et, de façon plus générale dans le futur, pour tous les patients atteints d’une anarthrie sévère. Le principe est d’enregistrer directement l’activité neuronale émise lors de l’émission interne d’une phrase langagière et de la décoder pour reconstruire la phrase à partir de ces enregistrements. En raison d’une résolution spatiale insuffisante, les dispositifs d’ICM non-invasifs (EEG = électroencéphalographie) ne permettent actuellement pas d’aboutir à une efficacité clinique. C’est donc vers les dispositifs invasifs, avec implantations d’électrodes directement sur la surface cérébrale que se concentrent les recherches en cours.

Les ICM invasives les plus prometteuses reposent sur des réseaux de micro-électrodes (MEA) hautement invasives pénétrant les couches corticales qui ont tendance à irriter les tissus cérébraux et entraîner une inflammation. Une alternative prometteuse à long terme est constituée par des bandes ou grilles d’électrodes intracrâniennes (ECoG = électrocorticographie) qui reposent sur la surface du cerveau sans avoir besoin de pénétrer le cortex. L’ECoG n’était pas une solution convenable car la densité de contact de ces grilles d’électrodes est trop faible pour permettre un décodage précis de la parole (1 contact/cm² contre 100 contacts/cm² pour les MEA). Cependant, une nouvelle génération d’ECoG offre une densité de contact beaucoup plus élevée, se rapprochant de celle des micro-électrodes.

Les patients atteints de tumeurs cérébrales infiltrantes nécessitent souvent une chirurgie éveillée au cours de laquelle des électrodes ECoG standards à faible nombre de contacts (1 contact de 4 mm tous les cm) sont temporairement posées sur la surface du cerveau exposé pour faire des mesures de la connectique cérébrale, fournissant une assistance précieuse au chirurgien. Pendant ces chirurgies, les patients effectuent une tâche de dénomination d’images. Ces opérations constituent une opportunité exceptionnelle pour tester l’impact de la densité de contact sur la précision du décodage de la parole.

Notre étude vise à remplacer lors de ces chirurgies éveillées les électrodes standards à faible nombre de contacts par des électrodes à grand nombre de contacts (au moins 1 contact de 1 mm tous les 2 mm). Nous espérons que grâce à cet échantillonnage bien plus dense, il devrait être possible de décoder quel est le mot prononcé à partir des enregistrements de l’activité neuronale. Ce projet testerait donc le potentiel de l’usage de ces nouvelles électrodes pour décoder la parole à partir de l’activité cérébrale, ouvrant des perspectives dans le domaine des interfaces cerveau-machine.