Comment les Interfaces Cerveau-Machine peuvent-elles permettre à des personnes invalides de retrouver une certaine mobilité?
L'analyse des enregistrements et le traitement des informations
Le traitement, effectué après l'analyse, permet de distinguer le bruit du signal, ce dernier pouvant par exemple être brouillé par les cheveux. Ensuite, le signal est restitué selon l'objectif, soit via un actionneur (une grandeur électrique est alors transformée en grandeur physique), soit il reste numérique (ex : traduction du signal pour piloter un vaisseau dans un jeu vidéo).
L’étape de traitement du signal s'effectue en deux phases. Tout d’abord, on effectue un traitement spatial afin d’améliorer le rapport signal/bruit et éliminer les artéfacts et afin de localiser des sources corticales. Ensuite on procède à une transformation temps-fréquence afin d’extraire la puissance du signal dans une bande de fréquence. Le filtrage est sélectif ou adaptatif puis le signal est transformé en ondelettes
Afin d’analyser les enregistrements et de traiter les autres tâches informatiques, un logiciel a été créé en collaboration par 6 partenaires : l’INRIA, l’Inserm, le CEA LIST, l’AFM et France Telecom R&D. Ce logiciel, appelé OpenViBE, est le 1er projet national consacré aux ICM. Il a été initié en 2005. A l’origine, l'objectif était de conduire une recherche sur les ICM et de développer un logiciel gratuit qui pourrait être utilisé pour ces interfaces. C’est un logiciel libre; tout le monde peut donc travailler dessus. Il est multifonction : acquisition du signal, traitement du signal puis utilisation du signal.
Tout d'abord, les signaux enregistrés via les électrodes correspondent aux ondes cérébrales résultant de l’activité électrique des neurones. Ces ondes sont caractérisées par leur fréquence, leur amplitude, leur stabilité, leur morphologie, leur topographie et leur réactivité. On peut les distinguer en fonction de leur bande de fréquence. L'analyse des signaux permet de déceler des troubles et de localiser précisément l'activité des neurones pour une certaine commande à effectuer. Voici ci-dessous les tracés de plusieurs rythmes cérébraux :
Une fois le traitement terminé, on passe à l’étape de classification et de traduction en commande. Si la valeur est continue, il y a régression. En revanche si la valeur dépasse un certain seuil pré-établi, alors le signal est classifié. Au cours de l’extraction de l’information, on distingue deux types de caractéristiques. L’une est dite « standard », et l’analyse nécessite les connaissances d’experts en électrophysiologie ; l’autre est dite « individuelle ».
Pour la traduction, le code est déterministe : toutes les possibilités d’actions via les capteurs sont définies à l’avance. Une fois le signal traduit, il ne reste plus qu'à effectuer l'action souhaitée.
