Science / Pourra-t-on bientôt lire dans les pensées? Une nouvelle étude décode des images d'activité cérébrale pour en extraire des mots – et du sens
Un scanner d'IRM, une technique d'imagerie similaire à celle utilisée pour cette étude. Shutterstock
Il est de plus en plus réaliste, d’un point de vue technologique, d’imaginer décoder les pensées des humains. Pour la première fois, des neuroscientifiques ont pu «décoder» des données d’imagerie non invasive des cerveaux de trois participants pour reconstruire des suites de mots et le sens global d’histoires que les participants avaient écouté, regardé ou imaginé.
Christina Maher, University of Sydney
Dans cette nouvelle étude, publiée dans Nature Neuroscience, Alexander Huth et ses collègues, de l’université du Texas, ont réussi à extraire le sens global et ainsi que des phrases, d’images de l’activité du cerveau obtenues par imagerie à résonance magnétique fonctionnelle (ou IRM fonctionnelle).
Décoder le langage
Synthétiser des mots grâce à des signaux cérébraux pourrait être très utiles pour les personnes n’ayant pas accès à la parole à cause de maladies comme les maladies des motoneurones, qui affectent les neurones contrôlant les mouvements volontaires du corps. Ces recherches soulèvent aussi des interrogations sur l’existence de notre vie privée la plus intime, celle de nos pensées.
Les modèles de décodage du langage, ou « décodeurs de la parole », cherchent à utiliser des enregistrements d’activité cérébrale pour en déduire les mots que les sujets entendent, disent ou imaginent.
Jusqu’à présent, les décodeurs de langage avaient seulement été utilisés sur des données obtenues grâce à des dispositifs implantés dans le cerveau, ce qui limitait leur utilité. Et jusqu’ici, les décodeurs utilisant des enregistrements non invasifs de l’activité cérébrale décodaient des mots uniques ou des phrases très brèves, mais n’étaient pas appliqués pour extraire le sens d’un discours continu.
Dans cette nouvelle étude, c’est un signal bien particulier de l’IRM fonctionnelle qui a été exploité : ce signal dépend des flux de sang dans le cerveau et du niveau d’oxygénation du sang.
En se focalisant sur l’activité cérébrale dans les régions du cerveau et dans les réseaux neuronaux qui sont connus pour traiter le langage, les chercheurs ont montré que leur décodeur pouvait être entraîné à reconstruire un discours continu, comprenant des mots spécifiques mais aussi le sens global de phrases plus complètes.
Le décodeur a utilisé les réponses cérébrales de trois participants enregistrées alors que ceux-ci écoutaient des histoires, et il a généré des séquences de mots qui auraient pu produire l’activité cérébrale enregistrée. Ces séquences de mots reproduisaient plutôt bien l’idée générale de l’histoire, et, dans certains cas, incluaient même des mots ou des phrases exacts.
À l’intérieur du scanner d’IRM fonctionelle, les participants ont aussi été amenés à regarder des films muets et à imaginer les histoires correspondantes. Dans les deux cas, le décodeur a été capable de prédire l’essentiel des histoires.
Par exemple, un participant a pensé « Je n’ai pas encoure mon permis de conduire » (I don’t have my driver’s licence yet), et le décodeur a prédit « Elle n’a même pas encore appris à conduire » (She has not even started to learn to drive yet).
De plus, lorsque les participants ont dû écouter activement une histoire en ignorant une seconde histoire diffusée simultanément, le décodeur a seulement pu identifier la première intrigue.
Comment ça marche ?
Tout d’abord, les scientifiques ont demandé aux participants de passer 16 heures dans un scanner IRM fonctionnelle, où ils ont écouté des histoires lues pendant que leurs activités cérébrales étaient enregistrées.
Ces réponses cérébrales ont servi à entraîner un « encodeur », c’est-à-dire un modèle informatique qui prédit comment le cerveau réagit aux mots entendus par le participant. Après cet entraînement, l’encodeur peut prédire avec une bonne précision ce que le cerveau de chaque participant répondrait à l’écoute d’une suite de mots particuliers.
Mais aller dans l’autre direction, c’est-à-dire extraire une suite de mots à partir de l’activité cérébrale, est bien plus difficile.
En effet, le modèle d’encodeur est conçu pour relier des activités cérébrales et des « éléments sémantiques » ou le sens global de mots ou de phrases. Pour y parvenir, le système utilise le modèle de langage « GPT », pour generative pre-trained transformer, le précurseur du GPT-4 actuel. Le décodeur génère ensuite la suite de mots qui aurait pu produire la réponse cérébrale observée.
The decoder could also describe the action when participants watched silent movies. Tang et al./Nature Neuroscience
La justesse de chaque prédiction du décodeur est vérifiée en l’utilisant pour calculer l’activité cérébrale correspondante. On compare ensuite cette activité cérébrale prédite par le décodeur à celle qui a été réellement enregistrée.
Pendant ce processus, très gourmand en ressources de calcul, de nombreuses prédictions sont générées une par une, et elles sont classées en fonction de leurs justesses : les prédictions peu adéquates sont éliminées, les plus précises sont conservées. Puis, le mot suivant dans la séquence est prédit, jusqu’à ce que la séquence la plus juste soit déterminée.
Des mots et du sens
La nouvelle étude montre que, pour mener à bien le processus de prédiction, des données provenant de multiples régions du cerveau étaient nécessaires. Ces régions sont diverses mais très spécifiques : il s’agit du réseau prenant en charge la parole, de la région d’association pariétale/temporale/occipitale et du cortex préfrontal.
Une différence majeure entre ce travail et les études précédentes est le type de données utilisées. En effet, la plupart des décodeurs relient des données provenant de régions cérébrales impliquées dans la dernière étape de la formation de la parole, à savoir les mouvements de la bouche et de la langue. Ce décodeur-ci travaille à un autre niveau, sur les idées et la signification des pensées.
Une des limitations des données d’IRM fonctionnelle est leur faible « résolution temporelle ». En effet, le signal d’oxygénation du sang croît et décroît en environ 10 secondes, une période pendant laquelle nous entendons une vingtaine de mots ou plus. Par conséquent, cette technique ne détecte pas de mots individuels mais la signification probable de suites de mots.
On ne panique pas (pas encore)
L’idée que l’on puisse lire dans les pensées soulève naturellement des inquiétudes quant à l’existence de notre vie privée la plus intime, ce qui se passe dans nos têtes. Les chercheurs ont réalisé des expériences additionnelles pour clarifier les capacités de la technique.
Ces expériences montrent qu’il n’y a pas encore à s’inquiéter de ce que nos pensées puissent être lues quand on marche dans la rue, ou si l’on est pas prêt à coopérer.
En effet, un décodeur entraîné sur les données cérébrales d’une personne prédit mal les éléments sémantiques à partir des données cérébrales d’une autre personne. De plus, les participants peuvent compliquer la tâche de décodage en tournant leur attention vers une autre tâche, par exemple nommer des animaux ou raconter une autre histoire.
Le décodeur fonctionne également mal si les participants bougent dans le scanner d’IRM fonctionnelle, car c’est une technique d’imagerie très sensible aux mouvements. La coopération des participants est ici indispensable.
Avec ces contraintes techniques, qui s’ajoutent au besoin d’ordinateurs très puissants pour faire tourner le décodeur, il est très improbable à ce stade que l’on puisse à ce stade décoder les pensées de quelqu’un contre son gré.
Enfin, le décodeur ne marche pour l’instant qu’avec des données obtenues par IRM fonctionnelle, qui est une technique coûteuse et souvent délicate à mettre en œuvre. Le groupe de recherche a l’intention de tester cette méthode avec des données issues d’autres technologies non invasives d’imagerie cérébrale.
Christina Maher, Biomedical Engineer and Neuroscientist, University of Sydney
Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.
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On compare ensuite cette activité cérébrale prédite par le décodeur à celle qui a été réellement enregistrée.</p> <p>Pendant ce processus, très gourmand en ressources de calcul, de nombreuses prédictions sont générées une par une, et elles sont classées en fonction de leurs justesses : les prédictions peu adéquates sont éliminées, les plus précises sont conservées. Puis, le mot suivant dans la séquence est prédit, jusqu’à ce que la séquence la plus juste soit déterminée.</p> <h3>Des mots et du sens</h3> <p>La nouvelle étude montre que, pour mener à bien le processus de prédiction, des données provenant de multiples régions du cerveau étaient nécessaires. Ces régions sont diverses mais très spécifiques : il s’agit du réseau prenant en charge la parole, de la région d’association pariétale/temporale/occipitale et du cortex préfrontal.</p> <p>Une différence majeure entre ce travail et les études précédentes est le type de données utilisées. En effet, la plupart des décodeurs relient des données provenant de régions cérébrales impliquées dans la dernière étape de la formation de la parole, à savoir les mouvements de la bouche et de la langue. Ce décodeur-ci travaille à un autre niveau, sur les idées et la signification des pensées.</p> <p>Une des limitations des données d’IRM fonctionnelle est leur faible « résolution temporelle ». En effet, le signal d’oxygénation du sang croît et décroît en environ 10 secondes, une période pendant laquelle nous entendons une vingtaine de mots ou plus. Par conséquent, cette technique ne détecte pas de mots individuels mais la signification probable de suites de mots.</p> <h3>On ne panique pas (pas encore)</h3> <p>L’idée que l’on puisse lire dans les pensées soulève naturellement des inquiétudes quant à l’existence de notre vie privée la plus intime, ce qui se passe dans nos têtes. Les chercheurs ont réalisé des expériences additionnelles pour clarifier les capacités de la technique.</p> <p>Ces expériences montrent qu’il n’y a pas encore à s’inquiéter de ce que nos pensées puissent être lues quand on marche dans la rue, ou si l’on est pas prêt à coopérer.</p> <p>En effet, un décodeur entraîné sur les données cérébrales d’une personne prédit mal les éléments sémantiques à partir des données cérébrales d’une autre personne. De plus, les participants peuvent compliquer la tâche de décodage en tournant leur attention vers une autre tâche, par exemple nommer des animaux ou raconter une autre histoire.</p> <p>Le décodeur fonctionne également mal si les participants bougent dans le scanner d’IRM fonctionnelle, car c’est une technique d’imagerie très sensible aux mouvements. La coopération des participants est ici indispensable.</p> <p>Avec ces contraintes techniques, qui s’ajoutent au besoin d’ordinateurs très puissants pour faire tourner le décodeur, il est très improbable à ce stade que l’on puisse à ce stade décoder les pensées de quelqu’un contre son gré.</p> <p>Enfin, le décodeur ne marche pour l’instant qu’avec des données obtenues par IRM fonctionnelle, qui est une technique coûteuse et souvent délicate à mettre en œuvre. 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Par ce jugement, la CEDH semble vouloir enterrer toute démarche rationnelle appuyée sur des faits pour favoriser des croyances.</p> <p>Accrochées à un mouvement généralisé autour du climat, qui favorise la foi d’une construction sociale de la réalité, à l’instar de la «justice climatique», ces plaignantes semblent avoir banni de leur plaidoyer tout ce qui pourrait résister au contrôle humain de la météo du jour, sans égards aux résultats scientifiques et leurs immenses incertitudes concernant les climats futurs. Les plaignantes ont accusé en substance les autorités suisses de mener une politique climatique aux objectifs et aux mesures insuffisantes, «en violation de leur droit à la vie», arguant de la vulnérabilité des personnes âgées face aux effets des changements en cours, et en particulier aux vagues de chaleur. Ce qui est visé, selon le jugement, serait l’incapacité de la Suisse à fournir une estimation des émissions de gaz à effet de serre futures afin de limiter «le réchauffement climatique» au fameux 1,5°C de l’Accord de Paris, valeur pourtant parfaitement arbitraire et dont les conséquences néfastes restent difficiles à identifier.</p> <p>Mais qu’en est-il vraiment? Que disent les données des études démographiques sur la «violation du droit à la vie» que ce soit sous les climats helvétiques ou mondiaux? Le «réchauffement climatique» met-il réellement en péril le «droit à la vie» des femmes âgées de Suisse?</p> <p>Premier constat, d’après les données de l’Office Fédéral de la Statistique (OFS), l’espérance de vie à la naissance des femmes suisses est passée de 79,3 ans en 1982 à 85,4 ans en 2022, et ce malgré «l’urgence climatique», soit un gain de 56 jours par an depuis 1982. Sur la même période, l’espérance de vie à 65 ans, âge minimal de ces militantes, est passée de 18,4 à 22,5 années. Il ne semble pas que «le climat» ait eu des conséquences fâcheuses sur leur droit à la vie.</p> <p>En recoupant les données de l’OFS et de Météosuisse, on peut observer la nature cyclique du nombre de décès par semaine des personnes de plus de 65 ans en Suisse, de 2010 à 2024 (Figure).</p> <p><img src="https://media.bonpourlatete.com/default/w1200/1713434705_capturedcran2024041812.04.17.png" class="img-responsive img-fluid center " width="784" height="554" /></p> <p>La courbe noire pleine montre que les périodes hivernales restent les plus fatales, toutes causes confondues, pouvant parfois accroître la mortalité de 72% par rapport aux périodes estivales. Bien que les variabilités démographiques soient complexes à appréhender avec précision (comme les «effets moisson» ou les crises sanitaires telles la Covid-19), cette nature cyclique confirme simplement que «le froid tue».</p> <p>Pour s’en convaincre, s’affichent en gris sur la figure et à titre d’exemple, les températures <i>maximales </i>quotidiennes de la station de Neuchâtel montrant de larges amplitudes au cours de l’année. A partir du printemps 2020, la courbe des décès-toutes-causes subit les perturbations du Coronavirus et ses conséquences, rendant hasardeuse toute interprétation de détail. Mais la forte anti-corrélation entre décès et saisonnalité demeure. Nous supportons bien plus aisément les températures non-optimales chaudes que froides. Une étude récente<strong><sup>1</sup></strong> publiée dans <i>The Lancet</i> sur les excès de mortalité dans les villes européennes entre 2000 et 2019, dus cette fois uniquement aux températures non-optimales chaudes ou froides, confirme la tendance générale: entre 65 et 74 ans, le froid tue en Suisse 3 fois plus que le chaud, entre 75 et 84 ans, 6 fois plus, et au-dessus de 85 ans, 7,6 fois davantage. Dans une autre étude du <i>Lancet</i><strong><sup>2</sup></strong> sur les températures non-optimales entre 2000 et 2019 au niveau mondial, le constat est identique: le taux mondial de surmortalité liée au froid a baissé de 0,5% alors que celui lié à la chaleur aurait augmenté de 0,2%, conduisant à une réduction nette du ratio mondial des décès liés aux températures extrêmes. Mais ces pourcentages ne touchent pas le même nombre de personnes, bien plus nombreuses à décéder durant les hivers, ce qui amplifie davantage le bénéfice d’un réchauffement climatique. Ces militantes du climat semblent donc avoir convaincu la CEDH de porter la justice dans un monde fantasmé, où seules les températures excessivement chaudes président à la destinée des femmes, en invitant la Suisse à rejeter la réalité des faits.</p> <p>Pourtant, dans le monde réel, faut-il le rappeler, l’espérance de vie des Suissesses n’a cessé d’augmenter, et ce malgré le «dérèglement climatique», et grâce, pour l’essentiel, aux énergies fossiles. De plus, les décès directement liés aux températures non-optimales s’amenuisent grâce en grande partie à des hivers plus cléments.</p> <p>Dans le monde réel, un pays riche comme la Suisse permet à sa population de s’adapter aisément aux inconforts météorologiques (chauffage ou climatisation, isolations, facilité d’accès aux soins, énergie toujours disponible, etc.). A cela peut s’ajouter une topographie bienveillante durant les étés avec de nombreux lacs et rivières, et une fraicheur montagnarde accessible.</p> <p>Dans le monde réel, la Suisse a diminué de près de 40% ses émissions de CO<sub>2</sub> par habitant depuis 1980 et 91% de sa production électrique est bas-carbone. D’après la Banque Mondiale, les émissions de CO<sub>2</sub> par dollar de parité de pouvoir d’achat de PIB (ce qui ramène tous les pays du monde à une échelle comparable) placent la Suisse au 4ème<sup>.</sup>rang sur 181 pays, démontrant son efficience énergétique tout en maintenant des conditions de vie exceptionnelles, devant la Suède 6ème, la France 28ème, l’Allemagne 74ème (illustrant l’échec de l’<i>Energiewende</i>), les USA 126ème et la Chine 170ème.</p> <p>Dans le monde réel, si la Suisse devait poursuivre ses émissions de CO<sub>2</sub> au niveau de 2019, elle ne contribuerait en 2100 qu’à une élévation de la température mondiale de quelques millièmes de degrés Celsius suivant les formules fournies par le GIEC. Ces valeurs restent non-mesurables et insignifiantes.</p> <p>Mais les militantes du climat ne vivent pas dans le monde réel. 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(2021) <i>Lancet Planet Health</i>, vol. 5, e415-425</h4>', 'content_edition' => '', 'slug' => 'la-cour-europeenne-des-droits-de-l-homme-cedh-aurait-elle-engage-une-guerre-contre-le-monde-des-realites', 'headline' => null, 'homepage' => null, 'like' => (int) 44, 'editor' => null, 'index_order' => (int) 1, 'homepage_order' => (int) 1, 'original_url' => '', 'podcast' => false, 'tagline' => null, 'poster' => null, 'category_id' => (int) 8, 'person_id' => (int) 85, 'post_type_id' => (int) 1, 'post_type' => object(App\Model\Entity\PostType) {}, 'comments' => [ [maximum depth reached] ], 'tags' => [ [maximum depth reached] ], 'locations' => [[maximum depth reached]], 'attachment_images' => [ [maximum depth reached] ], 'person' => object(App\Model\Entity\Person) {}, 'category' => object(App\Model\Entity\Category) {}, '[new]' => false, '[accessible]' => [ [maximum depth reached] ], '[dirty]' => [[maximum depth reached]], '[original]' => [[maximum depth reached]], '[virtual]' => [[maximum depth reached]], '[hasErrors]' => false, '[errors]' => [[maximum depth reached]], '[invalid]' => [[maximum depth reached]], '[repository]' => 'Posts' }, (int) 1 => object(App\Model\Entity\Post) { 'id' => (int) 4878, 'created' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {}, 'modified' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {}, 'publish_date' => object(Cake\I18n\FrozenTime) {}, 'notified' => null, 'free' => false, 'status' => 'PUBLISHED', 'priority' => null, 'readed' => null, 'subhead' => null, 'title' => 'Cuba entre famine et abondance', 'subtitle' => 'La situation économique à Cuba est catastrophique. 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On assiste ici à une dangereuse érosion de l'esprit démocratique.</span></p> <p style="text-align: justify;"><o:p></o:p><span>La démocratie ne vit pas seulement d'une constitution fondée sur le principe de la majorité, les droits fondamentaux et les droits de l'homme et des règles de procédure équitables ; la démocratie vit aussi du fait que l'esprit de la constitution est déterminant et guide les acteurs politiques. Les principes démocratiques doivent primer sur l'idéologie et le programme des partis. Si cette attitude fondamentale fait défaut, la démocratie risque de devenir lettre morte.</span></p> <h3 style="text-align: justify;"><strong><span>Mauvais perdants</span></strong></h3> <p style="text-align: justify;"><o:p></o:p><span>Le fait que cette attitude fondamentale ne soit pas au mieux en Suisse se manifeste de plus en plus souvent, par exemple récemment après le "oui" à la 13e rente AVS. 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Si l’Allemagne et les autres membres de l’alliance nouent bien des partenariats avec des Etats du Pacifique, et conduisent des exercices militaires dans la zone, ce n’est pas à la hauteur de la «menace chinoise».</p> <p>La nature de cette menace? Elle n’est pas directement militaire mais plutôt économique. «Si Pékin était en mesure de bloquer les voies commerciales dans la mer de Chine méridionale, la circulation des marchandises en Europe serait en péril».</p> <p>Autre question qui n’était pas d’actualité il y a 75 ans: la contribution des Etats-Unis. Le <a href="https://www.telegraph.co.uk/opinion/2024/04/03/europe-must-step-up-to-keep-the-us-in-nato/" target="_blank" rel="noopener"><em>Daily Telegraph</em></a> regrette que l’Europe ne fasse aucun effort pour s’assurer que le plus grand contributeur de l’OTAN ne s’en détache pas. L’heure est grave, puisqu’on parle de «passer à la caisse». La menace qui plane sur l’avenir de l’organisation n’est pas seulement la perspective d’une réélection de Donald Trump et de la ligne isolationniste, c’est celle du mécontentement général des Etats-Unis qui «contribuent bien plus à la défense de l’Europe que le continent ne le fait lui-même... On aurait tort de penser que l’aide américaine coule de source.»</p> <p>Les dissensions internes sont toujours un péril sous-estimé, comme le confirme <a href="https://iq.lt/komentarai/issukiai-lietuvos-ateiciai-nato-ir-es/325771" target="_blank" rel="noopener">le mensuel lituanien </a><em><a href="https://iq.lt/komentarai/issukiai-lietuvos-ateiciai-nato-ir-es/325771" target="_blank" rel="noopener">IQ</a>. </em>Au cœur de la discorde, le droit de veto. Ce dernier a rendu «complètement inefficace» l’ONU, constate <em>IQ</em>, car le risque est constant de s’en servir pour exercer pressions ou intrigues diplomatiques. «Démocratie, droit international et Etat de droit forment le socle de l'alliance la plus puissante au monde. Mais un certain nombre d'Etats oublieux de ces valeurs tentent depuis longtemps de placer leur intérêts mercantilistes au-dessus des décisions cruciales de l’OTAN.»</p> <p>Cela revient à poser une question essentielle, dans toute organisation: qu’est-ce qui lie entre eux les Etats membres? Au-delà de la coopération militaire, ce sont des «valeurs», celles mêmes que les pays occidentaux s’emploient à défendre en ce moment en Ukraine. La députée Renaissance Anne Genetet plaide même pour la création d’un centre de l’OTAN chargé de défendre de concert les valeurs occidentales et la «résilience démocratique». 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1 Commentaire
@stef 01.06.2023 | 18h39
«C'est le début, et il y aura fatalement une suite...»