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Le CHU et Centrale Nantes soignent grâce aux interfaces hommes-machines

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Un drone que l’on pilote, non pas par une manette, mais à l’aide d’un casque d'électro-encéphalogramme. Cette expérimentation était présentée lors de la Nantes Digital Week. Au delà de cette démonstration, ingénieurs et médecins entendent aller plus loin pour améliorer le quotidien des personnes en situation de handicap.

Comment le CHU et Centrale Nantes soignent par la pensée
Le CHU et Centrale Nantes soignent grâce aux interfaces hommes-machines © CHU de Nantes

Depuis six mois, Vincent Roualdes, neurochirurgien au CHU de Nantes et son équipe, travaillent sur ce projet atypique. Objectif ? Montrer que l’on peut piloter un drone par la pensée en s’appuyant sur un électro-encéphalogramme. Il s’agit d’une des applications possibles des interfaces neuronales directes (ou BCI pour Brain Computer Interface) sur lequel travaille le neurochirurgien.
"Concrètement, nous relions le casque à un ordinateur. Des algorithmes nous permettent ensuite d’analyser en temps réel le signal  électrique produit par l'activité cérébrale", explique Vincent Roualdes. Pour ce projet, l’équipe a adapté des algorithmes existants afin de mettre au point un système robuste capable de contrôler un drone de manière tridimensionnelle avec un large panel de commandes,  et accessible à tous. "Nous utilisons un drone du marché, des cartes électroniques encéphalographiques et un logiciel open-source."


Equipe mixte

Depuis trois ans, Vincent Roualdes a été rejoint par Aurélien Van Langhenhove, ingénieur spécialisé dans les interfaces hommes-machines. Un partenariat a aussi été noué avec l'Ecole Centrale Nantes. "Chaque année, nous accueillons deux élèves ingénieurs pour travailler sur le développement de "briques technologiques", comme celles du projet drone." Des briques technologiques qui sont ensuite transférées sur des applications purement médicales, comme l’assistance à la conduite d’un fauteuil. 

Diverses applications

L’équipe mène plusieurs projets médicaux de front. Courant 2018, elle doit démarrer une étude clinique sur le traitement par neurofeedback à l'aide d'interfaces non invasives et réalité virtuelle des douleurs fantômes liées à l’amputation ou la paralysie d’un membre. Des applications sont aussi possibles en matière de chirurgie éveillée ou pour personnaliser la neurostimulation cérébrale  de patients atteints de la maladie de Parkinson. "Par neurofeedback, on est capable de montrer à un patient les effets de ses actions neuronales. Et mettre en place un véritable entrainement pour lui permettre de retrouver certains gestes ou actions cognitives."

Les projets

Techniquement, Vincent Roualdes travaille surtout sur des systèmes invasifs. "Les systèmes non invasifs comme les casques ont des limites majeures liées à la qualité du signal. Un dispositif intracrânien permet d’obtenir beaucoup plus d'informations." Le neurochirurgien estime que, techniquement, ces applications médicales ne seront pas opérationnelles avant cinq ans. "Les délais sont longs. Mais cela s’explique par la rigueur nécessaire et imposée par la réglementation sur la recherche clinique."

D’ici là, il entend, avec son équipe, poursuivre ses travaux de recherche autour des interfaces hommes-machines. "Deux thésards et stagiaires devraient rejoindre l’équipe courant 2018. Et nous voulons créer, avec d’autres acteurs nantais, un laboratoire dédié aux interfaces cerveaux-ordinateurs à but médical."
 

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