Vers une modélisation dynamique de l'activité cérébrale pour la conception d'interfaces cerveau-machines asynchrones. (Toward dynamical models of brain activity for the design of brain-computer interfaces)

Les Interfaces Cerveau-Machines (ICMs) visent a etablir un moyen de communication direct entre le cerveau humain et un systeme electronique. Si d’importantes avancees ont d’ores et deja ete realisees depuis une vingtaine d’annees dans le domaine, les systemes existants s’averent lents et fastidieux, imposant aux utilisateurs le moment auquel ils doivent envoyer leur commande (systemes synchrones). Nos travaux se sont concentres sur le developpement de systemes asynchrones bases sur l’electroencephalographie (EEG) : ce n’est pas l’ordinateur qui impose le moment de realisation de la tâche mentale mais le sujet qui a la possibilite d’envoyer sa commande lorsque qu’il le desire. Ceci impose que le systeme soit capable d’analyser en temps reel l’activite cerebrale du sujet et de reconnaitre la tâche mentale recherchee parmi les activites cerebrales mesurees. Nos travaux proposent des methodes pour les problematiques suivantes : 1. Permettre a l’utilisateur d’envoyer sa commande lorsqu’il le desire ; 2. Augmenter les capacites du systeme a reconnaitre correctement une tâche mentale ; 3. Rendre le systeme robuste a certains changements qui peuvent s’operer lors de l’utilisation du systeme, i. E. , adapter le systeme aux possibles changements du sujet dans la maniere dont celui-ci accomplit sa tâche mentale. Les methodes proposees utilisent de maniere conjointe les caracteristiques spatiales (zones cerebrales impliquees), frequentielles (bandes de frequences) et temporelles (succession des activations) des tâches mentales afin de pallier le faible rapport signal sur interferences. Differents jeux de donnees sont utilises afin de valider ces approches.