APF, IRME, ALARME, AFIGAP. Quel avenir pour les. homme-machine? interfaces. F. Clarac, F. Chavane, 17 novembre 2007

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Nathalie Samson
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1 Quel avenir pour les interfaces homme-machine? F. Clarac, F. Chavane, 17 novembre 2007 APF, IRME, ALARME, AFIGAP

2 Réparer ou substituer! La politique de L IRME a été depuis plus de vingt ans de soutenir les recherches qui tentaient de trouver les moyens de vaincre la cicatrice Gliale et de faire repousser les fibres nerveuses. Les progrès des neurosciences pour comprendre le fonctionnement nerveux et remplacer les parties défaillantes par des systèmes de robots devient aujourd hui possible. Ce nouveau domaine de recherche est prometteur.

les moyens de vaincre la cicatrice Gliale et de faire repousser les fibres nerveuses.

3 La presse internationale s est emparée du sujet: Le journal scientifique Anglais «Nature» dans un numéro spécial du 13 juillet 2006 posait la question «allons-nous vers l Homme bionique?» On est capable aujourd hui de réaliser non seulement des neuroprothèses sensorielles auditives, visuelles.mais aussi des neuroprothèses motrices.

4 «L'homme bionique, c'est pour demain» Alexandra Echkenazi et Laure Pelé Le Parisien mardi 06 novembre 2007 «Pallier une déficience, ce n'est pas faire un surhomme» L'exemple le plus récent est... français. Il y a quelques jours en effet, le professeur José Sahel, de l'hôpital des Quinze- Vingts à Paris, s'est vu décerner le prix Altran pour l'innovation. Son mérite? Avoir conçu une rétine artificielle qui pourrait bien être capable, d'ici quelques années, de redonner la vue... aux aveugles!

Il y a quelques jours en effet, le professeur José Sahel, de l'hôpital des Quinze- Vingts à Paris, s'est vu décerner le

5 Deux exemples ont eu la une des journaux En 2001, électricien travaillant sur des lignes à haute tension, J. Sullivan a reçu une telle décharge électrique qu il a du être amputé des 2 bras. Jesse Sullivan est le premier homme à avoir reçu deux bras artificiels et à les utiliser (2005).

Sullivan a reçu une telle décharge électrique qu il a du être amputé

6 Claudia Mitchell La femme bionique

7 Le nerf du bras reste actif. Sa commande est redirigée vers le muscle pectoral. L intention de mouvement est détectée à partir des muscles pectoraux et suffit à actionner la prothèse de bras.

8 Une découverte fondamentale: Penser l action ou la réaliser, pour le cerveau c est la même chose! Le cerveau d un paraplégique est actif comme le cerveau d une personne non handicapée. Shoham et al 2001

9 Les neuroprothèses sensorielles «We do not see with the eyes but with the brain» L interface utilisée est la langue. Une camera envoie des signaux sur une grille de 144 points. Située dans la bouche du sujet aveugle, il peut après apprentissage reconnaître le message tactile/visuel.

Une camera envoie des signaux sur une grille de 144 points.

10 Le cerveau comprend des zones primaires sensorielles et motrices et des zones secondaires ou s élaborent les grandes fonctions psychiques. Le cerveau commande tous nos mouvements

11 Deux niveaux d interactions entre le cerveau et la machine PHYSIQUE STIMULATION Centrale ou périphérique ROBOTIQUE ENREGISTREMENT Central ou périphérique

12 Comment injecter, mesurer?

13 Où injecter, où mesurer?

14 Où injecter, où mesurer?

15 Qu injecter, que mesurer (doit-on connaître le code neuronal?) Code de fréquence

16 Qu injecter, que mesurer (doit-on connaître le code neuronal?) Code temporel

17 On peut aller beaucoup plus loin: De la pensée à l action 1) Obtenir un enregistrement multiunitaire ( entre 100 à mille neurones) fidèle de longue durée et dans diverses régions du cerveau sans léser le tissu nerveux alentour. 2) Transformer ces signaux en algorithmes capables de commander un système artificiel à multiple degrés de libertés. 3) Apprentissage permettant d adapter la prothèse à l activité électrique cérébrale 4)Commande de la prothèse par la pensée.

2) Transformer ces signaux en algorithmes capables de commander un système artificiel à multiple degrés de libertés.

18 Un paraplégique envoie des s Matthew Naggle, est un américain de 26 ans qui est devenu paraplégique après une blessure très grave au cou Grâce à un dispositif électronique implanté dans le cortex moteur avec 96 électrodes, il est capable d induire des mouvements imaginés et ainsi de commander son ordinateur.

dispositif électronique implanté dans le cortex moteur avec 96 électrodes, il

19 Méthodes moins invasives, plus pragmatiques Amplificateur EEG Non désiré Désiré Retour visuel Wolpaw et al, 2002 Sujet humain

20 Même si aujourd hui ce domaine est encore expérimental et encore très lourd, un espoir réel, existe

21 Le sujet fait parler ses neurones qui commandent un microprocesseur

22 Les différentes activités électriques cérébrales peuvent être utilisées pour commander un ordinateur. Il existe des exemples concrets: On peut se servir d un tel dispositif pour prévoir une crise d épilepsie.

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