Intelligence artificielle

Décodage des signaux cérébraux avec l'apprentissage automatique et les neurosciences

Décodage des signaux cérébraux avec l'apprentissage automatique et les neurosciences


Une interface cerveau-ordinateur permet de décoder nos intentions à l'aide de nos signaux cérébraux. Cela signifie que vous n'avez même pas besoin de bouger un muscle!

Imaginez ceci, si je souhaite envoyer un SMS. Je commence par regarder le clavier, sur les lettres que je veux taper. Et mon téléphone commence à taper les mots et les phrases auxquels je pense!

Cela pourrait ressembler à de la science-fiction, pensez-vous que l'humanité est encore à des années de réaliser un tel exploit? Les scientifiques développent et perfectionnent cette technologie depuis des décennies.

Dans cet article, permettez-moi de partager avec vous des recherches passionnantes où nous pouvons contrôler un exosquelette en fixant des lumières clignotantes!

Le cerveau humain est un incroyable organe de trois livres qui contrôle toutes les fonctions de notre corps. Il traite toutes nos pensées, c'est la base neurobiologique de l'intelligence humaine, de la créativité, de l'émotion et de la mémoire. Notre cerveau est divisé en plusieurs parties, et chaque partie a une fonction principale.

La surface latérale du cerveau, 4 lobes sont représentés [source]

Pour cette expérience, nous nous concentrons sur le lobe occipital. C'est notre centre de traitement visuel, la partie qui gère notre vision. Il traite et permet à notre cerveau de reconnaître ce que nous regardons.

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Le but d'une interface cerveau-ordinateur (BCI) est d'avoir une voie de communication directe entre le cerveau et un appareil externe. Cela permet à ses utilisateurs d'interagir avec les ordinateurs grâce à l'activité cérébrale.

BCI n'est pas un appareil de lecture d'esprit comme un Cerebro. Au lieu de cela, il détecte les changements dans l'énergie émise par le cerveau. Un cerveau humain contient environ 86 milliards de neurones, chacun individuellement lié à d'autres neurones. Chaque fois que nous pensons ou bougeons un muscle, ces neurones sont au travail, activés avec de l'énergie. Un BCI reconnaît ces schémas énergétiques dans le cerveau.

L'électroencéphalogramme (EEG) est une technique populaire pour enregistrer les signaux de notre cerveau. Il est non invasif, nous n'avons donc pas besoin d'ouvrir notre crâne pour collecter nos signaux cérébraux.

L'EEG enregistre l'énergie générée par le cerveau à l'aide d'une série d'électrodes placées sur le cuir chevelu. Cela implique une personne portant un capuchon EEG avec des électrodes placées à des points spécifiques. Ces électrodes détectent l'activité cérébrale, qui est l'énergie électrique émise par notre cerveau.

Pour cette expérience, nous voulons enregistrer les signaux cérébraux liés à ce que nos yeux regardent. En plaçant les électrodes dans la région du lobe occipital, les électrodes capteront les signaux de ce que nous voyons. Dans ce cas, des lumières vacillantes. Ce type de signaux EEG est appelé potentiel évoqué visuel en régime permanent.

Les potentiels évoqués visuels en régime permanent (SSVEP) sont des signaux générés lorsque nous observons quelque chose qui scintille, généralement à des fréquences comprises entre 1 et 100 Hz. Dans cette expérience, ces lumières clignotantes clignotent à LED. Ces voyants clignotants sont «stimuli".

Considérons un système d'interface cerveau-ordinateur dont le but est de décoder les entrées de l'utilisateur pour l'un des deux choix possibles, "la gauche" ou "droite". Il existe deux stimuli, un pour sélectionner l'option «gauche» et un autre pour «droite».

Les deux stimuli clignotent à une fréquence différente, 11 Hz représente un "tournez à gauche»; tandis que "tournez à droite»Est à 15 Hz. Les utilisateurs choisissent les options en se concentrant sur l'un des stimuli. Par exemple, en se concentrant sur le «la gauche"Stimulus, pour sélectionner le"la gauche”Option.

Lorsque l'utilisateur se concentre sur l'un des stimuli, les fréquences de ce stimulus spécifique peuvent être captées au niveau du lobe occipital. Nous pouvons déterminer sur quelles lumières l'utilisateur se concentre en extrayant la fréquence du stimulus des signaux EEG. C'est ainsi qu'un système BCI peut interpréter les signaux cérébraux SSVEP en instructions pour les appareils externes.

Cette vidéo montre une démonstration en direct sur la façon dont les signaux SSVEP peuvent être affectés par ce sur quoi nos yeux se concentrent.

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