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Les scientifiques ont utilisé l’intelligence artificielle (IA) pour lire le cerveau d’une souris pendant qu’elle regardait un clip vidéo, puis reconstruire ce qu’elle a vu.
Des chercheurs de l’EPFL ont développé un nouvel algorithme d’apprentissage automatique pour traduire les signaux cérébraux en vidéos.
L’algorithme, appelé CEBRA (et prononcé zèbre), a le potentiel de révéler la structure cachée des données enregistrées par le cerveau et de prédire des informations complexes.
Dans une expérience, les chercheurs ont réussi à reconstruire un film vu par une souris en utilisant la nouvelle technique.
« Nous avons posé la question : pourrions-nous réellement reconstruire ce que l’animal regardait uniquement à partir des données neuronales ? » a déclaré Mackenzie Mathis, neuroscientifique à l’EPFL.
« Nous avons utilisé notre nouvel algorithme CEBRA pour construire cette représentation latente de l’espace d’intégration. Et puis vous pouvez prendre cet espace d’intégration et l’utiliser essentiellement comme base pour un algorithme de décodage neuronal, puis prédire exactement la séquence d’images que la souris regardait » .
L’équipe de recherche a utilisé CEBRA pour cartographier les signaux cérébraux et les caractéristiques des films à partir des données cérébrales enregistrées à l’Allen Institute de Seattle, dans l’État américain de Washington.
Les chercheurs de Washington avaient montré à des souris un extrait de film en noir et blanc d’un homme courant vers une voiture et ouvrant le coffre.
Les signaux cérébraux des souris ont été mesurés via des sondes d’électrodes insérées dans la région du cortex visuel. Des sondes optiques ont été utilisées pour les souris génétiquement modifiées afin que les neurones des souris brillent en vert lors de la transmission d’informations alors qu’elles regardaient passivement le film.
Les experts disent qu’il s’agit d’une procédure courante de génie génétique au milieu d’un intérêt croissant pour la recherche sur le cerveau.
« Il existe une technologie appelée optogénétique, où vous utilisez des marqueurs génétiques que vous avez introduits dans la souris (…) donc cela n’a aucun effet sur la souris », a déclaré le Dr Nadia Rosenthal, directrice scientifique et professeure au Jackson Laboratory. pour la génétique des mammifères.
« La souris ne sait même pas qu’elle est là. Cela vous permet de suivre quand un nerf s’active ou non. Vous pouvez donc réellement observer le réseau d’activation des nerfs dans le cerveau », a-t-elle déclaré à Euronews Next.
IA de lecture mentale
CEBRA bénéficie d’un haut degré de précision – le film reconstruit par l’IA correspondait presque complètement à l’original, avec quelques légères distorsions.
« Avec cet algorithme, nous pourrions le faire avec une précision de plus de 95% sur ces films. Nous pensons donc que c’est en quelque sorte une première démonstration qu’il est réellement possible de faire ce décodage de style interface cerveau-machine », a déclaré Mathis.
Des chercheurs ailleurs dans le monde ont récemment fait des percées dans le décodage des signaux cérébraux à l’aide de l’IA. Pas plus tard que la semaine dernière, une équipe d’Austin, au Texas, a dévoilé un système capable de traduire l’activité cérébrale d’une personne en un flux continu de texte.
Une autre étude réalisée en mars par une équipe de l’Université d’Osaka au Japon a révélé comment l’IA pouvait lire les scanners cérébraux pour recréer des images qu’une personne a vues.
Il n’est pas encore possible de reconstruire entièrement ce qu’un humain voit en se basant uniquement sur les signaux cérébraux, mais ses développeurs pensent que CEBRA pourrait avoir des applications cliniques au-delà des neurosciences.
«Il pourrait être utilisé pour des choses comme les neuroprothèses visuelles, restaurer potentiellement la vision ou faire des mouvements de bras. Donc, ces patients qui sont paralysés ou qui veulent restaurer ou même améliorer de cette manière », a ajouté Mathis.
Rosenthal convient que des technologies comme CEBRA ont un grand potentiel.
« Il existe une quantité extraordinaire de nouvelles technologies que nous avons maintenant et qui nous permettraient de regarder ce qui se passe dans le cerveau de la souris », a déclaré Rosenthal.
« Cela aide beaucoup que nous puissions concevoir ces petits marqueurs qui nous permettent de suivre les choses au fur et à mesure sans avoir à tuer la souris pour ouvrir le cerveau », a-t-elle ajouté.
Pour en savoir plus sur cette histoire, regardez la vidéo dans le lecteur multimédia ci-dessus.