Développement d’une interface cerveau-machine pour la restauration de la parole – BrainSpeak

En France, 300 000 personnes souffrent d'un trouble de la parole et plus de 5 millions de par le monde. Ces troubles surviennent le plus souvent suite à un accident vasculaire cérébral, mais sont également présents dans le cas de tétraplégies sévères, de syndrome d’enfermement (« locked-in »), de maladies neurodégénératives telles que la sclérose latérale amyotrophique ou la maladie de Parkinson, de myopathies, ou encore de comas. Le projet BrainSpeak vise à développer une preuve de concept d’un paradigme complet de restauration de la parole grâce à une interface cerveau-machine (BCI). Cette approche sera développée chez des patients épileptiques implantés en évaluation préchirugicale de leur épilepsie pharmaco-résistante à l’aide d’enregistrements intracrâniens. L’approche consistera à enregistrer les signaux corticaux dans les aires motrices de la parole à l’aide de matrices d’électrodes haute densité de type électrocorticographique (ECoG) et/ou intracorticales, et à décoder en temps réel ces signaux pour contrôler un synthétiseur vocal artificiel. Le partenaire INSERM implémentera un essai clinique BCI parole (pour lequel les accords CPP et ANSM ont déjà été obtenus) avec le CHU de Grenoble et en collaboration avec le Gipsa-Lab. Pour cela, nous caractériserons la dynamique des activités corticales dans le cas où les sujets produiront soit de la parole verbalisée, soit de la parole imaginée. Dans les deux cas, ces signaux seront décodés pour prédire la parole prononcée ou imaginée par les sujets. Le décodage des signaux sera effectué dans un premier temps en différé sur des données enregistrées au préalable, puis dans un deuxième temps, en temps réel pour contrôler un synthétiseur vocal. Ce développement expérimental sera nourri par des développements méthodologiques menés en parallèle par le Gipsa-Lab, qui viseront à améliorer la qualité de la synthèse vocale artificielle, et également le décodage des signaux neuronaux en caractéristiques des signaux de parole (trajectoires articulatoires ou variations spectrales). Cette preuve de concept d’un BCI parole développée ici chez des patients épileptiques capables de parler, permettra de tracer la voie d’une nouvelle méthode de réhabilitation de la parole chez des patients privés de communication verbale (par ex. patients locked-in).