Projet Cocoha : une aide auditive contrôlée par le cerveau pour mieux comprendre la parole dans le bruit

Le projet Cocoha a pour objectif de créer un appareil auditif qui imite le comportement du cerveau en matière de focalisation pour assurer une parfaite compréhension en milieu bruyant. Aujourd’hui limités dans le bruit, les appareils auditifs modernes pourraient devenir bien plus performants grâce à cette technologie. En collaboration avec le fabricant Oticon, le Dr Nima Mesgarani de l’université Columbia (New York, États-Unis), élabore actuellement un prototype de cette aide auditive futuriste qui pourrait changer la vie de millions de personnes malentendantes.

Ecouter le cerveau pour amplifier la parole et réduire les bruits ambiants, le pari du Dr Mesgarani

Les travaux de Nima Mesgarani, Ph.D. se concentrent sur la faculté du cerveau à focaliser son attention sur la voix d’un interlocuteur.

Contrairement aux aides auditives modernes, le cerveau est capable d’amplifier une voix plutôt qu’une autre, dans une foule bondée par exemple. Les appareils auditifs eux, auront tendance à amplifier tous les signaux vocaux qui sont captés par les microphones, même si ces derniers se focalisent sur la voix située en avant, il y aura toujours ce phénomène “cocktail”, avec des voix et sons parasites qui seront eux aussi amplifiés malgré la précision des réducteurs de bruit nouvelle génération..

Pour palier à cette problématique, la technologie du docteur Nima Mesgarani s’appuie sur les ondes cérébrales de la personne équipée. Lorsqu’on discute avec une personne, le cerveau réagit de façon particulière, émettant des ondes cérébrales qui se rapprochent de celles de notre interlocuteur.

À l’aide d’une intelligence artificielle combinant un algorithme de séparation des voix et un réseau artificiel de neurones, l’aide auditive est capable de séparer toutes les voix environnante et d'amplifier celle dont le schéma vocal correspond le plus aux ondes cérébrales du porteur.

Une technologie testée dans un environnement calme

Les travaux étant bien avancés, l’équipe d’ingénieur de l’institut de Columbia a pu tester le prototype avec l’aide du Dr Ashesh Dinesh Mehta, MD, PhD, neurochirurgien de l'Institut de neurologie et de neurochirurgie de Northwell Health.  Ce dernier suivait des personnes épileptiques qui ont participé à l’expérience.

Pour cette expérience, les patients sont placés dans une pièce dans laquelle sont disposées plusieurs enceintes. Chaque enceinte diffuse une voix différente. Les patients devaient ensuite focaliser leur attention sur une seul enceintes et leur ondes cérébrales analysées grâce à des électrodes.

Une fois le prototype enclenché et connecté aux enceintes, les résultats se sont avérés très satisfaisants puisque l’algorithme amplifie bien la source sonore sur laquelle la personne se concentre et adapte également le gain si son attention se porte sur une nouvelle voix.

Suite à ce test, l’équipe du professeur Mesgarani, Ph.D doit désormais s’atteler à trouver une solution pour placer ce système sur un contour d’oreille pour que le dispositif soit fonctionnel en situation réelle, notamment dans un environnement bruyant du quotidien.

Une alternative en cas d’échec, le dispositif de suivi oculaire

En parallèle du prototype traitant les signaux cérébraux, les ingénieurs travaillent également sur un dispositif de suivi oculaire qui pourrait compléter l’approche neurosensorielle, voir remplacer le prototype en cas d’échec.

Sources

Science et avenir, Une prothèse auditive pour discuter en milieu bruyant, en ligne, consulté le 20/05/2019

EDP Audio, Bientôt des prothèses auditives utilisant les signaux cérébraux ?, en ligne, consulté le 20/05/2019

Projet COCOHA, en ligne, consulté le 20/05/2019