Les avancées logicielles alimentant la prochaine génération d’implants cérébraux
Blackrock Neurotech, un leader dans la conception de dispositifs d’interface cerveau-ordinateur (BCI), a récemment annoncé une collaboration avec le développeur de logiciels AE Studio basé à Venise, en Californie. Blackrocks MoveAgain BCI a récemment reçu la désignation de dispositif révolutionnaire par la Food and Drug Administration (FDA). AE Studio apportera son expertise au logiciel qui alimente MoveAgain, améliorant les modèles et les algorithmes d’apprentissage automatique des systèmes pour améliorer l’utilisation pour les patients.
Pour en savoir plus, nous avons parlé à Evan Coopersmithvice-président exécutif de la science des données chez AE Studios.
Ruairi J Mackenzie (MR): Vous avez récemment terminé premier du Défi de référence sur les latentes neurales quel est ce défi ?
Evan Coopersmith (CE) : Le défi Neural Latents Benchmark ou NLB a réuni des chercheurs en neurosciences et en apprentissage automatique du milieu universitaire et de l’industrie. Son objectif était de remettre en question et d’évaluer l’état de l’art en matière d’apprentissage automatique pour identifier les facteurs latents dans les ensembles de données neuronales. Plusieurs ensembles de données contenaient l’activité des neurones dans le cerveau des singes alors qu’ils effectuaient des tâches de mouvement simples à des repères visuels, similaires à un jeu vidéo.
Les concurrents ont été chargés de tirer des conclusions à partir d’électrodes placées dans des centaines de neurones sur cinq ensembles de données. En termes simples, compte tenu de l’activité d’un certain nombre de neurones, pouvez-vous utiliser l’apprentissage automatique pour prédire l’activité des neurones voisins qui ont disparu des données ? Chaque modèle a été déployé sur des données neuronales de différentes régions du cerveau, enregistrées à l’aide de réseaux d’électrodes Blackrock.
RM : Comment le logiciel qui alimente les implants cérébraux s’est-il amélioré au cours des 14 dernières années d’utilisation dans la recherche ? Pouvez-vous donner un exemple de quelque chose que le logiciel peut faire maintenant et qu’il ne pouvait pas faire auparavant ?
CE : Dans le monde du logiciel, le progrès dépend de la vitesse de traitement, du développement des fonctionnalités et de l’avancement algorithmique. À savoir, l’algorithme que Deep Blue a déployé pour battre Garry Kasparov aux échecs (recherche de force brute) était probablement vieux de plusieurs siècles. La victoire est devenue possible lorsque la vitesse de traitement était suffisante pour permettre à ces algorithmes d’être déployés dans le contexte d’un jeu avec une horloge à retardement.
Dans le monde de la BCI, il y a quatorze ans, la mise en œuvre de réseaux de neurones artificiels pour décoder les modèles dans les données était complexe, lourde et l’exécution de ces algorithmes était lente. Pour une personne déplaçant un membre artificiel avec ses pensées ou transformant ses pensées en texte, les retards de traitement limitent l’utilité de l’outil (imaginez que vous pensez à bouger votre bras et que votre bras réagit 10 minutes plus tard). Désormais, le décodage en temps quasi réel est plausible.
RM : Que signifiera la collaboration entre AE Studio et Blackrock pour les patients ?
CE : Cette collaboration garantit que l’expérience du patient est la meilleure possible. Il garantit que les patients passent le maximum de temps à communiquer et à créer, et un minimum de temps à calibrer ou former le système. Ceci est rendu possible par l’état de l’art dans l’espace matériel, associé aux meilleures pratiques industrielles pour le développement de logiciels et l’apprentissage automatique. La répétabilité, la robustesse et la production de logiciels qui ont permis à AE de fournir des produits extraordinaires pour des clients et des projets internes sont maintenant appliquées aux meilleurs modèles de neurosciences que les chercheurs universitaires ont produits au cours des dernières décennies.
RM : À mesure que les BCI deviennent plus largement disponibles, il est facile de voir comment les mises à jour de leur logiciel pourraient laisser les utilisateurs initiaux derrière eux. Comment les logiciels des BCI peuvent-ils être protégés contre l’obsolescence à mesure que les technologies progressent ?
CE: La réponse la plus simple est que le logiciel vit en dehors du crâne humain, et donc, le logiciel peut être mis à jour pour améliorer la vitesse de traitement et les performances du matériel existant. Cela signifie flexibilité dans les applications disponibles pour l’utilisateur et adaptation à l’état en constante évolution du cerveau et du matériel qui accède à ces états. Plus largement, comme toutes les technologies, il y aura des progrès entre les premiers adoptants et ceux qui leur succéderont. Pourtant, le matériel Blackrocks s’est révélé performant pendant plus de deux décennies. Maintenant, des mises à jour logicielles peuvent se produire dans votre voiture, alors pourquoi pas votre BCI ?
Evan Coopersmith s’adressait à Ruairi J Mackenzie, rédacteur scientifique principal pour les réseaux technologiques