Démonstration de l’interface cerveau-machine de Neuralink

Lors d’une conférence diffusée en ligne depuis le siège de Neuralink à San Francisco, les scientifiques de la société ont fait le point sur les progrès réalisés. Cette conférence a eu lieu un peu plus d’un an après que Neuralink, fondée en 2016 dans le but de créer des interfaces cerveau-machine, ait révélé au monde sa vision, ses logiciels et sa plate-forme matérielle implantable.

Le prototype de Neuralink peut extraire des informations en temps réel de plusieurs neurones à la fois, a précisé Musk. Dans une démonstration en direct, les données du cerveau d’un porc ont été montrées à l’écran. Lorsque le porc a touché un objet avec son museau, les neurones capturés par la technologie de Neuralink (qui avaient été intégrés dans le cerveau du porc deux mois auparavant) se sont déclenchés lors d’une visualisation sur un écran.

Ce n’est pas nouveau en soi – Kernel et Paradromics font partie des nombreux groupes qui développent des puces de lecture cérébrale sous le crâne – mais Neuralink exploite de manière unique des fils conducteurs souples de type cellophane insérés dans les tissus à l’aide d’un robot chirurgical de type machine à coudre. Musk affirme avoir reçu le titre de “Breakthrough Device” en juillet et que Neuralink travaille avec la Food and Drug Administration (FDA) sur un futur essai clinique avec des personnes souffrant de paraplégie.

Les membres fondateurs de Neuralink, Tim Hanson et Philip Sabes de l’Université de Californie à San Francisco, ainsi que Michel Maharbiz, professeur à Berkeley, ont été les pionniers de cette technologie, et la version démontrée aujourd’hui est une amélioration par rapport à celle de l’année dernière. Musk l’appelle “V2”, et il est convaincu qu’un jour, il faudra moins d’une heure sans anesthésie générale pour l’intégrer dans un cerveau humain. Il affirme également qu’il sera facile à retirer et ne laissera aucun dommage durable, si un patient souhaite mettre à niveau ou se débarrasser de l’interface de Neuralink.

Neuralink a collaboré avec Woke Studios pour la conception de la machine qui est capable de voir l’intégralité du cerveau. Afshin Mehin, le concepteur en chef de Woke, a commencé à travailler avec Neuralink il y a plus d’un an sur un concept d’oreillettes que Neuralink a présenté en 2019, et les deux sociétés se sont réengagées peu après pour le robot chirurgical.

Crédit: Neuralink

La machine se compose de trois parties. Il y a une “tête”, qui abrite des outils chirurgicaux automatisés, des caméras et des capteurs à balayage du cerveau, contre lesquels le patient place son crâne. Un appareil enlève d’abord une partie du crâne pour le remettre en place après l’opération. Ensuite, des algorithmes de vision par ordinateur guident une aiguille contenant des faisceaux de fils de 5 microns d’épaisseur et une couche isolante de 6 millimètres dans le cerveau, évitant ainsi les vaisseaux sanguins. (Selon Neuralink, la machine est techniquement capable de percer à des longueurs arbitraires). Les fils – qui mesurent un quart du diamètre d’un cheveu humain (4 à 6 μm) – sont reliés à une série d’électrodes situées à différents endroits et à différentes profondeurs. À sa capacité maximale, la machine peut insérer six fils contenant 192 électrodes par minute.

Crédit: Neuralink

Un sac à usage unique se fixe à l’aide d’aimants autour de la tête de la machine pour maintenir la stérilité et permettre le nettoyage, et des ailes inclinées autour de la façade intérieure assurent que le crâne du patient reste en place pendant l’insertion. Le “corps” de la machine se fixe sur une base, qui fournit un support lesté pour toute la structure, dissimulant les autres technologies qui permettent au système de fonctionner.

Crédit: Neuralink

Lorsqu’on lui a demandé si le prototype serait un jour utilisé dans des cliniques ou des hôpitaux, Mehin a précisé que la conception était destinée à une utilisation “à grande échelle”. “En tant qu’ingénieurs, nous savons ce qui est possible et comment communiquer les besoins de conception de manière compréhensible. De même, l’équipe de Neuralink est capable d’envoyer des schémas très complexes que nous pouvons utiliser”, a-t-il déclaré. “Nous imaginons que cette conception pourrait être utilisée en dehors d’un laboratoire et dans n’importe quel cadre clinique”.

Les principaux obstacles

Les interfaces cerveau-machine à haute résolution, ou BCI, sont complexes comme on peut s’y attendre : elles doivent être capables de lire l’activité des neurones pour déterminer quels groupes de neurones effectuent telles ou telles tâches. Les électrodes implantées sont bien adaptées à cela, mais historiquement, les limitations matérielles les ont amenées à entrer en contact avec plus d’une région du cerveau ou à produire du tissu cicatriciel qui interfère.

Cela a changé avec l’arrivée des électrodes biocompatibles très fines, qui réduisent la cicatrisation et peuvent cibler les groupes de cellules avec précision (bien que des questions subsistent quant à la durabilité). Ce qui n’a pas changé, c’est le manque de compréhension de certains processus neuronaux.

L’activité est rarement isolée dans les régions du cerveau, comme le lobe préfrontal et l’hippocampe. Elle se produit plutôt dans diverses régions du cerveau, ce qui la rend difficile à cerner. Ensuite, il faut traduire les impulsions électriques neurales en informations lisibles par la machine ; les chercheurs n’ont pas encore réussi à déchiffrer le codage du cerveau. Les impulsions du centre visuel ne sont pas comme celles produites lors de la formulation de la parole, et il est parfois difficile d’identifier les points d’origine des signaux.

Il incombera également à Neuralink de convaincre les organismes de réglementation d’approuver son dispositif pour les essais cliniques. Les interfaces cerveau-ordinateur sont considérées comme des dispositifs médicaux nécessitant un consentement supplémentaire de la FDA, et l’obtention de ce consentement peut être un processus long et coûteux.

Anticipant peut-être cela, Neuralink a exprimé son intérêt pour l’ouverture de son propre centre d’expérimentation animale à San Francisco, et la société a publié le mois dernier des offres d’emploi. En 2019, Neuralink a affirmé avoir effectué 19 opérations sur des animaux et avoir réussi à placer des fils dans 87 % des cas.

Tous ces défis n’ont pas découragé Neuralink, qui compte plus de 90 employés et a reçu un financement de 158 millions de dollars, dont au moins 100 millions de dollars de Musk.

Bien que Neuralink s’attende à ce que l’insertion des électrodes nécessite dans un premier temps de percer des trous dans le crâne, elle espère utiliser bientôt un laser pour percer l’os avec une série de petits trous, ce qui pourrait jeter les bases de la recherche visant à soulager des maladies comme la maladie de Parkinson et l’épilepsie et à aider les patients physiquement handicapés à entendre, parler, bouger et voir.

“Je pense qu’au moment du lancement, la technologie sera probablement … assez coûteuse. Mais le prix va très rapidement baisser”, a déclaré Musk. “Nous voulons faire baisser le prix à quelques milliers de dollars, quelque chose comme ça. On devrait pouvoir l’obtenir de façon similaire au LASIK (chirurgie des yeux)”.

Les implants cérébraux pourraient nous rendre télépathiques

Nous pourrions bientôt être en mesure de communiquer par télépathie, grâce à des interfaces cerveau-ordinateur.

C’est du moins l’essentiel du nouveau rapport de la Royal Society, une organisation scientifique britannique, sur la technologie des implants neuronaux, qui a été examiné par The Independent. Le document présente certaines des choses les plus intéressantes que les interfaces cerveau-ordinateur pourraient rendre possibles, mais il avertit également que le fait de connecter le cerveau à un ordinateur pourrait également compromettre la vie privée des individus.

“Non seulement les pensées, mais aussi les expériences sensorielles, pourraient être communiquées d’un cerveau à l’autre”, peut-on lire dans le rapport. “Quelqu’un en vacances pourrait téléporter une carte postale neurale de ce qu’il voit, entend ou goûte dans l’esprit d’un ami à la maison.”

La communication cerveau à cerveau chez les humains pourrait bientôt devenir une réalité

Neuralink veut connecter votre cerveau à Internet

Pour veiller à ce que ces implants neuronaux du futur profitent aux citoyens et à la société, la Royal Society demande au gouvernement de mener une enquête sur la technologie, rapporte The Independent. Sinon, les entreprises privées comme Facebook, qui travaillent déjà sur leurs propres systèmes, seront en mesure de dicter l’utilisation de la technologie selon leurs propres conditions.

“Ils pourraient apporter d’énormes avantages économiques au Royaume-Uni et transformer des secteurs tels que le NHS (National Health Service), la santé publique et les services sociaux”, a déclaré Christofer Toumazou à The Independent, l’ingénieur et co-président du rapport de l’Imperial College London. “Mais si les développements sont dictés par une poignée d’entreprises, des applications moins commerciales pourraient être mises de côté. C’est pourquoi nous appelons le gouvernement à lancer une enquête nationale”.

The Independent

Selon un scientifique, la “puce cérébrale” d’Elon Musk pourrait être un suicide de l’esprit The New York Observer

Facebook fait des progrès sur son casque de lecture de l’esprit

Neuralink veut connecter votre cerveau à Internet

Après deux ans de secret, la start-up d’Elon Musk, Neuralink, est sortie en mode furtif avec une présentation en direct et plusieurs entretiens détaillant ses travaux pour relier le cerveau humain à des machines.

Musk et plusieurs des plus grands scientifiques de la société ont couvert beaucoup de terrain pendant l’événement, expliquant en détail le système qu’il espère pouvoir implanter un jour dans votre cerveau. Il a également expliqué comment il espérait atteindre votre cerveau en premier lieu : en faisant des trous dans votre crâne à l’aide de lasers.

Et si vous pouviez « voir » directement dans le cerveau d’une autre personne ?

La première étape pour extraire des données du cerveau consiste à trouver un moyen de capturer tous les signaux qui se déplacent dans le crâne d’une personne et de les transmettre à un appareil situé en dehors de celui-ci.

Pour ce faire, Neuralink développe des fils d’électrodes flexibles – implantez ces fils dans le cerveau, près des neurones, et ceux-ci peuvent capter et transmettre les signaux de ces neurones à un ordinateur.

À l’heure actuelle, Neuralink utilise de fines aiguilles, guidées par un système de vision par ordinateur, pour placer avec précision des faisceaux de ces bandes dans le cerveau.

L’intelligence artificielle pourrait détourner les interfaces cerveau-machine

Mais plutôt que de percer des trous dans le crâne des humains pour accéder à leur cerveau, le président de Neuralink, Max Hodak, a confié au New York Times que la société voulait finalement utiliser des rayons laser pour créer une série de minuscules trous dans le crâne.

“Au bout du compte, nous parviendrons à une symbiose entre le cerveau et l’intelligence artificielle”, a déclaré Elon Musk.

L’interface cerveau-ordinateur de Neuralink se prépare à des essais sur l’homme

Elon Muska annoncé qu’il se préparait pour des essais humains de son implant cérébral (Venturebeat). Jusqu’à présent, des expériences ont été menées sur des rats et, selon Musk, “un singe a pu contrôler un ordinateur avec son cerveau”.

Neuralink dit espérer commencer à travailler avec des sujets humains dès l’année prochaine, mais n’a pas encore reçu l’autorisation de la FDA. L’interface, qui utilise des fils conducteurs flexibles implantés dans le cerveau à l’aide d’un robot chirurgical spécialement conçu, est d’abord destinée à aider les patients paralysés à contrôler les ordinateurs et les smartphones.

The New York Times, Bloomberg, The Independent

Stimuler le cerveau avec de l’électricité semble améliorer la mémoire

Stimuler des parties du cerveau avec de l’électricité pour que les ondes cérébrales se synchronisent à nouveau inverse temporairement les effets de la perte de mémoire liée à l’âge.

La mémoire de travail, la façon dont nous conservons l’information dans notre cerveau pendant une courte période pour nous aider à accomplir des tâches, s’aggrave à mesure que nous vieillissons. Cela semble être lié à la façon dont les différentes parties du cerveau fonctionnent en synchronisation les unes avec les autres. Avec l’âge, ces ondes cérébrales sont désynchronisées et la mémoire de travail se détériore. Il est donc plus difficile de suivre les conversations, de lire ou de se concentrer.

Des scientifiques de l’Université de Boston ont testé sur des jeunes et des personnes âgées une série de tâches de mémoire. Comme on pouvait s’y attendre, les sujets plus jeunes ont mieux réussi. Ensuite, les participants ont été équipés d’un bonnet recouvert d’électrodes qui a stimulé deux zones du cerveau (le cortex temporal et préfrontal) avec de l’électricité pendant 25 minutes, de manière à ce que les ondes cérébrales se synchronisent.

Lorsque les groupes ont été testés à nouveau, les participants qui avaient été stimulés se sont beaucoup améliorés dans les tests – et ils étaient aussi bons que les jeunes de 20 ans. L’effet a duré au moins 50 minutes, lorsque les mesures ont été arrêtées. L’article a été publié dans la revue Nature Neuroscience.

Les travaux suggèrent qu’il existe peut-être des moyens de traiter la perte de mémoire liée à l’âge, mais l’étude devra être répétée avec plus de participants et dans le cadre d’un essai clinique approprié. Rien n’indique non plus que les effets se poursuivraient après la fin de l’expérience. Il existe déjà une culture du DIY qui consiste à utiliser la stimulation cérébrale pour augmenter la concentration, mais il n’y a pas encore eu suffisamment de recherches pour déterminer si c’est vraiment sans danger.

Live Science, Science Mag

Des scientifiques veulent choquer le cerveau des prisonniers pour combattre l’agressivité

Les prisons sont souvent en proie à la violence. Mais cela pourrait changer si une expérience à venir produisait l’effet souhaité – et si la société pouvait supporter les implications éthiques de bricoler le cerveau des détenus.

Des chercheurs de l’Université espagnole de Huelva ont déclaré à New Scientist qu’ils allaient bientôt lancer une étude pour voir s’ils pouvaient calmer les pulsions violentes des détenus de la prison de Huelva en les traitant par stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS), c’est-à-dire en électrocutant le cerveau des détenus.

“L’étude visera à déterminer si le tDCS a un impact sur différentes évaluations de l’agressivité”, a déclaré Andrés Molero-Chamizo, responsable du projet, à New Scientist. “Ça pourrait aider à maintenir l’ordre dans une prison.”

Les chercheurs prévoient d’enrôler un minimum de 12 volontaires de sexe masculin purgeant des peines d’emprisonnement pour meurtre. Pendant trois jours consécutifs, ils attacheront des électrodes à la tête de chaque homme et allumeront un courant électrique pendant 15 minutes, un processus qu’ils disent indolore.

Au début et à la fin de l’expérience, chaque sujet répondra s’il est d’accord ou non avec une série d’énoncés, comme “de temps en temps, je ne peux pas contrôler l’envie de frapper une autre personne”.

En plus de cette auto-déclaration, l’équipe espère aussi collecter des échantillons de salive de chaque homme afin d’évaluer leur taux de cortisol et de déterminer si l’hormone de stress peut aider à comprendre l’agressivité du détenu.

Ce n’est pas la première fois que l’équipe de l’Université de Huelva teste la capacité de la stimulation électrique du cerveau pour freiner les tendances violentes des détenus. En janvier, elle a publié les résultats d’une autre étude portant sur un groupe de 41 détenus. Cette expérience s’est concentrée sur un autre type de tDCS, mais elle a donné des résultats prometteurs.

Cependant, certains remettent en question l’éthique de l’expérimentation sur des prisonniers.

“J’ai de grandes inquiétudes à ce sujet”, a déclaré Delaney Smith, psychiatre médico-légale, au New Scientist. “La prison est un environnement intrinsèquement coercitif. Les prisonniers pourraient toujours penser que cela pourrait leur être bénéfique à l’avenir.”

Néanmoins, si le tDCS est en mesure d’aider les détenus à freiner leurs pulsions violentes, cela pourrait être un moyen prometteur d’assurer la sécurité des détenus pendant qu’ils purgent leur peine derrière les barreaux.

Une étude similaire, publié en juillet 2018 conduite par des chercheurs de l’université de Pennsylvanie, a montré que des électrochocs rendraient les personnes moins susceptibles de commettre un acte violent. (Stimulation of the Prefrontal Cortex Reduces Intentions to Commit Aggression: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Stratified, Parallel-Group Trial.).

Dans un article d’avril 2002 sur Wired, il est question des différents usages et techniques de la stimulation magnétique transcrânienne (TMS). Le chercheur américain en neurosciences cognitives et professeur d’université Michael A. Persinger, avançait que la TMS pourrait être utilisée pour contrôler l’esprit, dans un article publié en 1995 dans Perceptual and Motor Skills Volume 80, Issue 3, June 1995: 791–799., titré « On the possibility of directly accessing every human brain by electromagnetic induction of fundamental algorithms ».

José Delgado, célèbre pour ses recherches sur le contrôle de l’esprit par la stimulation électrique du cerveau, a été accusé de mettre au point des dispositifs de contrôle de l’esprit « totalitaire », Dr José Delgado a entamé son enquête sur la douleur et le plaisir de la stimulation électrique en Espagne durant les années 1930. Il devient ensuite directeur de neuropsychiatrie à Yale University Medical School, où il a affiné la conception de son « stimulateur transdermique » commandée à distance (contrôle de l’esprit par la stimulation électrique du cerveau, utilisé pour stimuler les émotions et contrôler le comportement, susciter des réactions physiques spécifiques). Le Dr Delgado a découvert que toute une gamme d’émotions et de comportements peuvent être électriquement orchestrés chez les humains et les animaux. L’individu n’a pas la capacité de résister à un tel contrôle si stimulé. [Livre de José M. R. Delgado, M.D. (Harper & Row, NY, 1969) Physical Control of the Mind: Toward a Psychocivilized Society].

Les recherches sur les interfaces cerveau-ordinateur ne sont pas sans connotation de mauvais augures.

New Scientist

Chan-Zuckerberg : étude d’un dispositif cérébral implantable

Un groupe de chercheurs financés par Mark Zuckerberg teste des dispositifs cérébraux implantables dans le cadre d’une recherche de 5 milliards de dollars pour mettre fin à la maladie

Mark Zuckerberg a vendu près de 30 millions d’actions de Facebook pour financer un projet de recherche biomédicale ambitieux, baptisé Initiative Chan Zuckerberg, qui vise à guérir toutes les maladies en une génération.

Une initiative moins médiatisée liée au programme de 5 milliards de dollars comprend des travaux sur les interfaces cerveau-machine, des dispositifs qui traduisent essentiellement des pensées en commandes. Le projet récent est un implant cérébral sans fil capable d’enregistrer, de stimuler et d’interrompre les mouvements d’un singe en temps réel.

Dans un article publié dans la revue scientifique Nature, les chercheurs détaillent un dispositif cérébral sans fil implanté chez un primate qui enregistre, stimule et modifie son activité cérébrale en temps réel, en détectant un mouvement normal et en l’arrêtant immédiatement. L’un de ces chercheurs est un chercheur du Chan Zuckerberg Biohub, un groupe de recherche médicale à but non lucratif lié à l’Initiative Chan Zuckerberg.

Les scientifiques qualifient cette interférence de “thérapie”, car elle est conçue pour traiter des maladies telles que l’épilepsie ou la maladie de Parkinson en arrêtant une crise ou tout autre mouvement perturbateur dès le début.

“Notre appareil est capable de surveiller le cerveau pendant qu’il fournit la thérapie, alors vous savez exactement ce qui se passe”, a déclaré à Business Insider Rikky Muller, co-auteur de la nouvelle étude. Professeur d’informatique et d’ingénierie à l’Université de Berkeley, Muller est également un chercheur chez CZ Biohub.

Les applications des interfaces cerveau-machine ont une portée considérable : alors que certains chercheurs s’attachent à les utiliser pour aider les personnes souffrant de lésions de la colonne vertébrale ou d’autres maladies qui affectent les mouvements, d’autres cherchent à les voir transformer la façon dont tout le monde interagit avec les ordinateurs portables et les smartphones. Une division de Facebook, anciennement appelée Building 8, ainsi qu’une entreprise fondée par Elon Musk, appelée Neuralink, ont toutes deux déclaré qu’elles travaillaient sur cette dernière.

Muller a déclaré que ses recherches au Biohub étaient isolées des autres travaux sur les interfaces cerveau-ordinateur effectués par Facebook.

Le programme notoirement secret de l’entreprise, Building 8, a récemment subi un remaniement comprenant la suppression de l’étiquette de Building 8 et le transfert de ses projets expérimentaux vers de nouvelles divisions. Plus tôt cette année, Business Insider avait exclusivement indiqué que le directeur du programme avait aidé à créer un dispositif qui transformait les mots en vibrations compréhensibles.

Un appareil cérébral qui change automatiquement le comportement

Dans le document de Muller, elle et une équipe de chercheurs de Berkeley et une start-up spécialisée dans les appareils médicaux, Cortera, ont expliqué comment ils utilisaient un appareil appelé “WAND” (Wireless Artifact-free Neuromodulation device) pour empêcher un singe d’adopter un comportement bien enseigné. Dans ce cas, le comportement impliquait de déplacer un curseur sur une cible sur un écran à l’aide d’un joystick et de la maintenir là pendant une période de temps définie.

Nature Biomedical Engineering / Chan-Zuckerberg Biohub

Placé au-dessus de la tête du singe, le dispositif de neuromodulation WAND est connecté directement à son cerveau. À partir de là, il était capable d’enregistrer, de stimuler et de modifier le comportement du singe en temps réel.

WAND pouvait “sentir” quand le primat allait bouger le joystick et arrêter ce mouvement avec un signal électrique ciblé envoyé à la partie droite de son cerveau, a déclaré Muller. Et comme la machine était sans fil, le singe n’avait pas besoin d’être confiné physiquement ou attaché à quoi que ce soit pour fonctionner.

“Cet appareil change la donne en ce sens que vous pouvez avoir un sujet totalement libre de ses mouvements et qu’il “sait” de manière autonome ou automatique quand et comment interrompre ses mouvements”, a déclaré Muller.

WAND pourrait un jour avoir des applications pour une gamme de maladies qui affectent le mouvement (également appelées motricité), y compris les blessures à la colonne vertébrale et l’épilepsie.

“Actuellement, nous pouvons prendre une fonction motrice spécifique, sentir que cela se produit et l’interrompre”, a déclaré Muller.

Il s’agit d’un bon début par rapport aux appareils actuels, qui nécessitent généralement plusieurs équipements volumineux et qui ne peuvent seulement que détecter les mouvements ou les interrompre à un moment donné. L’appareil de Muller fait les deux à la fois. Pour ce faire, il utilise 128 électrodes, ou conducteurs, placés directement dans le cerveau du primate – environ 31 fois plus d’électrodes que les dispositifs cerveau-ordinateur actuels destinés aux humains, limités à 4 à 8 électrodes.

“Je pense que cet appareil ouvre des possibilités pour de nouveaux types de traitements”, a déclaré Muller.

Muller est également cofondateur et président du conseil d’administration de Cortera, qui a reçu une subvention de la DARPA et du NIH – National Institutes of Health. Ses travaux sur les interfaces cerveau-machine ne sont qu’un élément d’un ensemble plus vaste de projets sous l’égide de CZ Biohub.

Joe DeRisi, coprésident du Biohub et professeur de biophysique à UCSF, a déclaré à Business Insider que cette initiative visait à renforcer les projets de recherche menés par les scientifiques locaux, à construire d’importants dispositifs médicaux qui n’existeraient pas autrement, et “repousser les limites”.

Business Insider

Premier exemple de médecine électronique biorésorbable

Un implant biodégradable fournit une stimulation électrique qui accélère la régénération nerveuse

Des chercheurs de la Northwestern University et de la Washington University School of Medicine de St. Louis ont mis au point le premier exemple de médecine électronique biorésorbable : un dispositif sans fil implantable et biodégradable qui accélère la régénération nerveuse et améliore la guérison d’un nerf endommagé.

Les scientifiques ont mis au point un dispositif qui délivre des impulsions électriques régulières aux nerfs périphériques endommagés chez les rats après un processus de réparation chirurgicale, accélérant la repousse des nerfs dans les jambes et améliorant la récupération de la force et du contrôle musculaires. Le dispositif sans fil fonctionne pendant environ deux semaines avant de s’absorber naturellement dans le corps.

Les scientifiques pensent que de telles technologies transitoires pourraient un jour compléter ou remplacer les traitements pharmaceutiques destinés à diverses affections médicales chez l’homme.

Avantages et risques de la biotechnologie

Ce type de technologie, que les chercheurs appellent un «médicament électronique biorésorbable», fournit une thérapie et un traitement sur une période de temps cliniquement pertinente et directement sur l’emplacement où cela est nécessaire, réduisant ainsi les effets secondaires ou les risques associés aux implants permanents classiques.

« Ces systèmes d’ingénierie offrent une fonction thérapeutique active dans un format dosé programmable, puis disparaissent naturellement dans le corps, sans laisser de trace », a déclaré John A. Rogers, pionnier des technologies bio-intégrées et auteur principal de l’étude. « Cette approche thérapeutique permet de réfléchir à des options qui vont au-delà des médicaments et de la chimie. »

La recherche a été publiée le 8 octobre dans la revue Nature Medicine.

Bien que le dispositif n’ait pas été testé chez l’homme, les résultats de cette étude sont prometteurs comme une future option thérapeutique pour les patients souffrant de lésions nerveuses. Pour les cas nécessitant une intervention chirurgicale, la pratique habituelle consiste à administrer une stimulation électrique pendant l’opération afin de faciliter le rétablissement. Mais jusqu’à présent, les médecins n’avaient pas les moyens de fournir en permanence cette stimulation supplémentaire à différents moments du processus de récupération et de guérison.

Washington University in St. Louis, Northwestern University, National Academy of Engineering

Un réseau de neurones connecté à un cerveau humain

À l’avenir, certains chercheurs espèrent que les personnes qui perdent l’utilisation de leurs membres pourront contrôler des prothèses robotiques à l’aide d’interfaces cerveau-ordinateur.

Le problème est que les signaux cérébraux sont difficiles à décoder, ce qui signifie que les interfaces cerveau-ordinateur existantes qui contrôlent les membres robotiques sont souvent lentes ou maladroites. Mais cela pourrait changer.

Une équipe de médecins et de neuroscientifiques a publié un article dans la revue Nature Medicine sur une interface cerveau-ordinateur utilisant un réseau de neurones pour décoder les signaux cérébraux en mouvements précis à l’aide d’un bras robotique réaliste et contrôlé par l’esprit.

Interfaces cerveau-ordinateur : des fonds militaires pour contrôler les sentiments

Décodeur de cerveau

Les chercheurs ont pris les données d’un homme tétraplégique âgé de 27 ans à qui on avait implanté un réseau de microélectrodes dans son cerveau et ils les ont introduites dans une série de réseaux de neurones, qui sont des systèmes d’intelligence artificielle calqués sur les circuits de notre cerveau et qui excellent pour trouver des modèles dans de grands ensembles d’informations.

Après près de deux ans et demi d’entraînement, les réseaux de neurones ont permis d’identifier les signaux cérébraux liés à des commandes musculaires spécifiques et de savoir comment les transmettre au membre robotique.

Non seulement le réseau neuronal a-t-il permis au patient de déplacer le bras robotique avec une meilleure précision et moins de retard que les systèmes existants, mais il a même été meilleur lorsque les chercheurs l’ont laissé s’entraîner lui-même. En d’autres termes, le réseau neuronal a pu apprendre par lui-même quels signaux du cerveau correspondaient aux mouvements des bras de manière plus efficace sans aucune indication des chercheurs.

Grâce au réseau neuronal, le volontaire participant à l’expérience a pu saisir et manipuler trois petits objets avec la main robotique – une capacité facile à prendre pour acquise mais qui échappe souvent à ceux qui dépendent de prothèses pour naviguer dans la vie quotidienne.

MedicalXpress

L’intelligence artificielle pourrait détourner les interfaces cerveau-machine

Communiquer par télépathie avec un essaim de drones

Mind Control. Contrôle de la pensée

Les militaires facilitent plus que jamais l’éloignement des soldats des conséquences de la guerre. Lorsque la guerre des drones a éclaté, les pilotes pouvaient, pour la première fois, s’asseoir dans un bureau aux États-Unis et larguer des bombes au Moyen-Orient. Maintenant, un pilote peut tout faire, simplement en se servant de son esprit – pas besoin de mains.

Au début du mois, la division de recherche militaire de DARPA, a dévoilé un projet sur lequel elle travaillait depuis 2015 : une technologie qui permet à une personne de piloter plusieurs avions et drones avec son esprit.

“À ce jour, les signaux provenant du cerveau peuvent être utilisés pour commander et contrôler… pas seulement un avion, mais trois types d’aéronefs simultanés”, a déclaré Justin Sanchez, directeur du Bureau des technologies biologiques de la DARPA.

DARPA et l’initiative cérébrale

Le porte-parole de la DARPA a déclaré que cette interface cerveau-ordinateur (BCI brain-computer interface) utilise des électrodes implantées dans et sur les cortex sensoriels et moteurs du cerveau, l’expérimentation a été limitée aux volontaires présentant divers degrés de paralysie. C’est-à-dire que les personnes qui dirigeaient ces avions simulés avaient déjà des électrodes cérébrales, ou du moins, avaient déjà des raisons de subir une intervention chirurgicale.

Pour essayer de trouver comment rendre cette technologie plus accessible et ne pas nécessiter la pose chirurgicale d’une sonde métallique dans le cerveau des personnes, la DARPA a récemment lancé le programme de neurotechnologie non chirurgicale N3 (NExt-Generation Nonsurgical Neurotechnology). Le but est de créer un appareil avec des fonctionnalités similaires, mais il ressemblera plus à un casque EEG que le pilote peut retirer une fois la mission terminée.

“Le système N3 envisagé serait un outil que l’utilisateur pourrait utiliser pendant la durée d’une tâche ou d’une mission, puis mis de côté”, a déclaré Al Emondi, responsable de N3, selon le porte-parole. “Je n’aime pas les comparaisons avec une manette de jeu ou un clavier, car elles ne reflètent pas tout le potentiel de la technologie N3, mais elles sont utiles pour transmettre la notion de base d’une interface avec des ordinateurs.”

Defense One, Engadget, DARPA

→ pour allez plus loin : Program Announcement for Artificial Intelligence Exploration (AIE) ; DARPA : Accelerating the Exploration of Promising Artificial Intelligence Concepts

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