Les interfaces cerveau-ordinateur, ou BCI (Brain Computer Interfaces) sont des systèmes permettant la communication entre une personne et un ordinateur sans intervention musculaire. Dans le monde plusieurs millions de personnes atteintes d'handicap neuromusculaire sévère pourraient bénéficier de ces systèmes

On distingue essentiellement deux types de techniques. Les techniques non invasives qui utilisent le signal provenant d'un enregistrement electroencéphalographique de surface et les techniques invasives qui utilise le signal issu d'électrodes implantées en profondeur dans le cerveau. Les méthodes invasives recueillent un signal de meilleure qualité et permettent des applications plus complexes comme le contrôle d'un organe artificiel. Elles nécessitent cependant une intervention chirurgicale lourde. Les méthodes non invasives comme le P300 speller suffisent à redonner un potentiel de communication en émulant un clavier ou une souris.

Le P300 speller basé sur la détection de potentiel évoqué. Les potentiels évoqués sont des ondes cérébrales qui se propage dans le cortex apres une stimulation (visuelle, auditive, ou tactile). On distingue deux types de potentiels évoqués :
- les potentiels exogènes correspondent à une actinité non cognitive. Ils apparaissent après un flash lumineux, un bruit ou une action brusquue. Leur localisation dans le cortex depend du type de stimulation. Par exemple, une stimulation visuelle déclenche une diminution du potentiel 100 ms apres la stimulation (appellé N100), dans la zone occipitale.
- Il existe également les potentiels éndogènes qui correspondent à une activité cognitive. On demande par exemple à un patient de différencier deux stimulus visuelles X et O. Les X sont plus rares que les O et l'on demande au patient de compter le nombre de X qui apparait. A chaque X, un potentiel endogène vient alors s'ajouter en plus du potentiel exogène. Ce potentiel correspond à une augmentation du potentiel 300 ms après la stimulation dans la zone centrale. C'est ce type de phénomène qui est utilisé par le P300 speller.

Ce paradigme utilise des stimuli visuels permettant d'écrire en épelant des lettres. La méthode consiste à afficher une matrice 6 x 6 à l'écran composée de l'alphabet et des chiffres. Le patient doit se concentrer sur une lettre. Les lignes et les colonnes de la matrices sont alors successivement surlignées. Lorsque la ligne ou la colonne contient la lettre choisie, un potentiel évoqué apparaît en théorie de type P300. On utilise alors un classifieur pour déterminer si ce signal correspond à une réponse positive à la stimulation ou non.

Video provenant de http://www.bci2000.org