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Posté par Adrien le Jeudi 18/02/2016 à 00:00
Écrire avec son "esprit" en utilisant le réflexe pupillaire
Des chercheurs du laboratoire de psychologie cognitive et de l'Institut Helmholtz à l'université d'Utrecht ont développé une nouvelle méthode d'écriture fondée uniquement sur l'attention qu'un sujet peut porter à certaines lettres affichées sur un écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par l'ordinateur,...). Cette technique, qui n'exige aucun mouvement, pas même celui des yeux, pourrait permettre à certaines personnes atteintes de paralysie (La paralysie ou plégie est une perte de motricité par diminution ou perte de la contractilité d'un ou de plusieurs muscles, due à des lésions de voies nerveuses ou des muscles : si le...) complète de communiquer avec l'extérieur. Cette étude est publiée dans la revue PloS ONE.


Figure: Le sujet porte son "attention périphérique" sur la lettre qu'il veut écrire, sans bouger ni les yeux, ni le reste de son corps. Pour déterminer quelle lettre le participant veut écrire, on analyse si l'évolution de la taille de sa pupille correspond à la prédiction pour la lettre "A" ou plutôt à celle pour "B". b) Une extension simple de cette technique permet d'écrire avec l'alphabet complet. Dans ce cas, on fait des sélections progressives jusqu'à qu'il ne reste qu'une seule lettre. Vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la restitution d'images animées, accompagnées ou non de son, sur un...) de démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir de propositions initiales, ou...): https://youtu.be/RHOyZFMI4l8.
© Sebastiaan Mathôt. Licence: Creative Commons Attribution 4.0 International

Peut-on écrire avec son esprit ? L'étude des chercheurs du Laboratoire de psychologie cognitive à l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa...) d'Aix-Marseille et de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Helmholtz à l'université d'Utrecht (Pays-Bas) suggère que c'est possible en utilisant un mécanisme visuel bien connu: le réflexe (Le réflexe d'une façon générale fait intervenir des propriétés intégratrices d'un centre nerveux. Il résulte d'un réflexe des activités musculaires en réponse à un stimulus. Ces activités musculaires sont involontaires,...) pupillaire.

Pour décrire comment cela est réalisable, on peut examiner en premier un cas simple dans lequel un sujet doit choisir entre deux lettres affichées sur un écran d'ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de...): A et B. Ces deux lettres sont affichées dans des cercles qui passent sans cesse du noir au blanc (Le blanc est la couleur d'un corps chauffé à environ 5 000 °C (voir l'article Corps noir). C'est la sensation visuelle obtenue avec un spectre lumineux continu,...) puis du blanc au noir ; quand le cercle (Un cercle est une courbe plane fermée constituée des points situés à égale distance d'un point nommé centre. La valeur de cette distance est appelée rayon du cercle. Celui-ci étant infiniment...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) du A est blanc, le cercle autour du B est noir ; et quand le B est noir, le A est blanc.

Si le sujet regarde directement le B, les pupilles de ses yeux vont fortement réagir à la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) du cercle autour du B. Il s'agit du réflexe pupillaire: la pupille se contracte (devient petite) en réponse à la luminosité, et se dilate (devient large) en réponse à l'obscurité, un événement facilement observable (Dans le formalisme de la mécanique quantique, une opération de mesure (c'est-à-dire obtenir la valeur ou un intervalle de valeurs d'un paramètre physique, ou plus généralement une information...) même à l'oeil nu.

Ainsi, si la taille de la pupille est enregistrée pendant que le sujet regarde directement la lettre B, on observe qu'elle suit la luminosité du B. Dans l'exemple de la figure ci-dessous, le B commence par être blanc, donc la pupille commence par être petite ; puis, le B devient noir, donc la pupille devient large ; finalement, le B redevient blanc, donc la pupille redevient petite. En enregistrant la taille de la pupille, on pourrait donc déterminer, avec presque 100 % de certitude, laquelle de ces lettres (A ou B) le sujet est en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou de plusieurs wagons (pour transporter des marchandises), et peut...) de regarder, et on pourrait ainsi écrire A ou B. Il ne s'agit donc pas vraiment d'écrire avec l'esprit (du moins, pas encore), mais plutôt d'utiliser indirectement les mouvements des yeux.

Toutefois, il n'est pas nécessaire de regarder directement un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une...) lumineux pour que la pupille se resserre: il suffit de porter son attention sur cet objet lumineux, sans même bouger les yeux. Ceci est appelé "attention périphérique". Avec cette technique, plus besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins primaires, les...) pour le sujet de bouger ses yeux: il suffit qu'il porte son attention sur la lettre qu'il veut écrire. Et, même si le sujet ne fait aucun mouvement, ni avec les yeux, ni avec le reste de son corps, on peut déterminer quelle lettre il veut écrire, en observant uniquement l'évolution de la taille de la pupille dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.).

L'idée de cette nouvelle technique se résume ainsi: on enregistre la taille de la pupille, et on analyse si elle évolue avec un rythme qui correspond à la lettre A (large?petite?large ; figure au-dessous) ou plutôt à la lettre B (petite?large?petite) (figure a). Le même principe utilisé avec tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) l'alphabet affiché à l'écran, et non seulement avec les lettres A et B, permet d'écrire n'importe quel mot (figure B).

Cette technique est très prometteuse car elle pourrait fournir à des personnes atteintes de paralysie complète un nouveau moyen de communiquer. D'autres techniques sont déjà disponibles, mais elles exigent des matériels complexes et coûteux pour enregistrer l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite les informations en provenance des sens, contrôle de...). Il est bien plus aisé d'enregistrer la taille de la pupille, ce qui peut rendre cette nouvelle technique applicable à un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de personnes beaucoup plus important. Cependant, elle a été testée jusqu'à présent sur des participants sains uniquement, et des tests sur des personnes atteintes de paralysie sont nécessaires afin d'évaluer la possibilité de son application.

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Source: CNRS-INSB