CERVEAU: Ils décodent ses signaux à la vitesse de la perception – PLoS Computational Biology

Ces scientifiques de l’Université de Washington parviennent à décoder les signaux du cerveau à peu près à la vitesse de perception, via des électrodes placées dans les lobes temporaux de patients (épileptiques). L’analyse des réponses des neurones des patients, à 2 types de stimuli visuels, des images de visages et des images de maisons permet ici aux scientifiques de prédire avec 96% de précision, le type d’images visionnées par les patients. Ces travaux, présentés dans la revue PLoS Computational Biology, constituent un début de cartographie du cerveau, permettant de localiser en temps réel quelles zones du cerveau sont sensibles aux différents types de données. Ils permettent d’imaginer, à terme, pouvoir percer les mystères de la pensée…

Les chercheurs ont tenté de comprendre comment le cerveau humain perçoit les objets et comment à l’aide d’un ordinateur, il serait possible de prédire ce que qu’un sujet voit en temps réel. L’étude a été menée sur 7 patients épileptiques qui recevaient des soins et avaient dû subir une intervention chirurgicale au cours de laquelle des électrodes avaient été implantées -temporairement (1 semaine )- dans les lobes temporaux -ici pour tenter de localiser les points focaux des crises- . Les chercheurs ont exploité cette opportunité en demandant à ces patients de regarder soit des images de maisons, soit des images de visages humains. Chaque image était présentée durant 400 millisecondes, et les séries d’images parfois entrecoupées d’écrans gris. Ces stimuli visuels déclenchent des réponses neuronales analysées en temps réel via les électrodes placées à de multiples endroits du lobe temporal. Ces électrodes sont reliées à un logiciel de calcul (voir visuel ci-contre). Le logiciel de calcul numérise les signaux du cerveau 1.000 fois par seconde afin d’extraire leurs caractéristiques. Enfin, il permet de déterminer quelle combinaison d’électrodes et quels types de signaux sont les mieux corrélés avec chaque image visionnée par chaque sujet.

·   ce système permet finalement de suivre et de décoder les signaux du cerveau à une vitesse proche de la vitesse de la perception,

·   selon les signaux, les chercheurs parviennent à identifier à 96% si le stimulus est une image de maison, une image de visage ou l’écran gris,

·   enfin, l’expérience montre qu’en général, des images de visages humains génèrent plus d’activité dans le cerveau que les images de maisons.

 » Ces travaux apportent une image plus globale, au niveau des grands réseaux de neurones, de la façon dont une personne accorde son attention à un objet visuel complexe « , commentent les auteurs. C’est la première étape vers la réalisation d’une cartographie du cerveau qui permettrait d’identifier en temps réel à quel type d’information un sujet est en train d’accorder son attention. Bref, à très long terme, peut-être sera-t-on capable de percer les pensées de l’autre? A plus court terme, ces données vont déjà permettre de mieux décrypter les processus liés à l’apprentissage et aux troubles associés.

Source: PLOS Computational Biology January 21, 2016 DOI: 10.1371/journal.pcbi.1004654 Measuring Integrated Information from the Decoding Perspective (Illustration@Kai Miller and Brian Donohue)

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