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

L’IA va-t-elle aussi tuer la démocratie ?

ISBN-10: 2709664046

Deux textes, deux mises en gardes urgents : l’IA va-t-elle dynamiter la politique ?

Pour Laurent Alexandre les effets de l’irrésistible progression de l’intelligence artificielle vont tout bouleverser. À l’origine on pensait qu’Internet deviendrait le principal outil de la promotion de la démocratie, au contraire le web est devenu un outil majeur de désinformation et de contrôle policier, allié des régimes les plus autoritaires. Le pouvoir est désormais tout entier dans une poignée de mains : Washington et ses GAFA, le parti communiste chinois et ses BATX.

Le capitalisme cognitif – c’est-à-dire l’économie de la connaissance, de l’intelligence artificielle et du big data va modifier radicalement la hiérarchie des nations. L’Europe est en péril, la France ne réagit pas, le politique est coupable !

Jean François Copé, dans un second texte, répond aux inquiétudes et anathèmes de Laurent Alexandre. La politique doit devenir plus importante que jamais pour réguler notre pouvoir démiurgique sur la nature et nous-même et donc décider de l’avenir de l’Humanité. Des initiatives précises sont à prendre à tous les niveaux : manipulations génétiques, sélection embryonnaire, intelligence artificielle, la fusion neurone – transistor… Il faut sauver la politique pour sauver l’homme.

2019 sera l’année où nous allons stimuler le cerveau

Vous ne pouvez pas dormir ? La neurostimulation sera la réponse à vos problèmes

La dépression, l’anxiété et les troubles du sommeil peuvent tous être traités en stimulant les neurones du cerveau.

Ces dernières années, nous avons assisté au lancement de produits de sociétés telles que Thync, Foc.us et Neurovalens, qui utilisent la neurotechnologie pour soulager le stress et l’anxiété, pour aider à la perte de poids, pour améliorer le sommeil et stimuler l’apprentissage. En 2019, la neurostimulation sera généralisée.

La neurostimulation consiste à utiliser des courants faibles pour stimuler les neurones dans le cerveau, soit directement, soit via des nerfs situés à l’extérieur du cerveau. La start-up Thync de Khosla Ventures a créé un modèle portable (un petit dispositif en plastique placé près de la tempe droite) qui cible les voies neuronales spécifiques impliquées dans un certain nombre de processus pathologiques importants, y compris les maladies inflammatoires. La société a obtenu des résultats pilotes probants dans le cadre d’un essai sur le psoriasis et poursuit des études cliniques qui, si elles aboutissent, permettront de traiter des dizaines de millions de patients souffrant de troubles inflammatoires et d’affections cutanées.

DARPA veut accélérer l’acquisition de compétences au-delà des niveaux normaux

La technologie Foc.us, basée au Royaume-Uni, visait initialement à améliorer les performances des joueurs, mais a depuis lors prétendu qu’il améliorait l’apprentissage. Il utilise la stimulation transcrânienne à courant continu (tDCS) pour «pousser» un courant, de haut en bas, à travers le crâne. Son approche s’appuie sur des études menées en 2010 par Darpa, l’agence de recherche de l’armée américaine, qui a testé le tDCS sur des soldats au Nouveau-Mexique.

Comment télécharger des connaissances à votre cerveau

La recherche a consisté à appliquer des électrodes sur le cuir chevelu des volontaires, puis à les stimuler pendant qu’ils jouaient à un jeu vidéo de simulation de bataille conçu pour apprendre aux soldats à réagir correctement dans des conditions stressantes. Un groupe a été exposé à un courant de deux milliampères pendant qu’il joue, l’autre à 0,1. Les volontaires recevant la plus grande quantité ont montré une amélioration deux fois plus importante que ceux qui ne l’ont pas fait.

Neurovalens a créé Modius, un casque et une application pour la perte de poids qui stimulent le nerf vestibulaire, situé directement derrière l’oreille. L’appareil s’inspire des recherches effectuées par la Nasa dans les années 1970, mais n’a été pleinement comprise qu’en 2002, lorsque des chercheurs de l’Université de Californie UC Davis et l’Université du Missouri ont montré que la stimulation du système neurovestibulaire avait un impact définissable sur l’appétit et la régulation de la masse corporelle. Neurovalens teste cet appareil depuis l’automne 2017 et, à ce jour, 3 000 utilisateurs ont perdu en moyenne environ 4 kg sur une période d’environ deux mois.

Les premiers projets pilotes d’un certain nombre de marques ont également éliminé les problèmes de sécurité. En 2019, de plus en plus de sociétés émergentes utiliseront la technologie de neurostimulation pour s’attaquer aux problèmes auxquels l’industrie pharmaceutique a eu du mal à trouver des solutions. Ceux-ci comprennent le sommeil, l’anxiété et la dépression, qui ont tous des racines neurologiques évidentes et peuvent donc être affectés par l’utilisation de la bonne stimulation au bon moment pendant le temps voulu.

Ajoutez à cela le fait que les prix des appareils chutent rapidement, 2019 sera l’année où nous stimulerons le cerveau pour obtenir des résultats qui nous ont jusqu’ici échappés.

Stimuler la plasticité synaptique pour accélérer l’apprentissage

Un dispositif cérébral augmente la vitesse d’apprentissage de 40%

Wired

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

Google créent une IA qui cartographie les neurones du cerveau

La cartographie de la structure des réseaux biologiques dans le système nerveux – un domaine d’étude connu sous le nom de connectomique (établissement et étude du connectome c’est-à-dire de l’ensemble des connexions neuronales du cerveau) – est intensive en calcul. Le cerveau humain contient environ 86 milliards de neurones en réseau à travers 100 milliards de synapses, et l’imagerie d’un seul millimètre cube de tissu peut générer plus de 1000 téraoctets de données. Heureusement, l’intelligence artificielle peut aider.

Dans un article publié dans la revue Nature Methods, des scientifiques de Google et de l’Institut de neurobiologie Max Planck ont démontré un réseau de neurones récurrent – un type d’algorithme d’apprentissage automatique (machine learning) souvent utilisé pour l’écriture manuscrite et la reconnaissance vocale – conçu sur mesure pour l’analyse connectomique.

Les chercheurs de Google ne sont pas les premiers à appliquer l’apprentissage automatique à la connectivité. En mars, Intel s’est associé au Laboratoire d’informatique et d’intelligence artificielle du Massachusetts Institute of Technology pour développer un pipeline de traitement d’images cérébrales “next-gen”. Mais ils prétendent que leur modèle améliore la précision d’un “ordre de grandeur” par rapport aux techniques d’apprentissage en profondeur (deep learning) précédentes.

Google’s algorithm tracing a neurite in 3D in a songbird brain. Credit: Google

Les chercheurs ont utilisé un algorithme de détection de bord qui a identifié les limites des neurites (une excroissance du corps du neurone), ainsi qu’un réseau neuronal convolutif récurrent – une sous-catégorie de réseau neuronal récurrent – qui regroupait et surlignait les pixels dans les scans représentant les neurones.

Pour garder une trace de précision, l’équipe a développé une “expected run length“- longueur d’exécution attendue (ERL), une mesure qui, à partir d’un point aléatoire avec un neurone aléatoire dans une image 3D d’un cerveau, a mesuré jusqu’où l’algorithme pouvait tracer un neurone avant de faire une erreur. Dans un balayage du cerveau d’un diamant zébré de 1 million de microns cubes, le modèle s’est comporté “beaucoup mieux” que les algorithmes précédents, a rapporté l’équipe.

“En combinant ces résultats automatisés avec une petite quantité d’effort humain supplémentaire nécessaire pour réparer les erreurs restantes, les chercheurs de l’Institut Max Planck sont maintenant en mesure d’étudier le connectome des oiseaux chanteurs pour en savoir plus sur la façon dont les oiseaux de pinsons chantent leur chanson et testent les théories relatives à la façon dont ils apprennent leur chanson”, Viren Jain et Michal Januszewski, chercheurs de Google et auteurs principaux.

L‘équipe a également publié le code du modèle TensorFlow sur Github, ainsi que le logiciel WebGL 3D utilisé pour visualiser le jeu de données et améliorer les résultats de la reconstruction. Ils prévoient d’affiner le système à l’avenir, dans le but d’automatiser entièrement le processus de résolution des synapses et de contribuer aux projets de l’Institut Max Planck.

Google AI Blog, VentureBeat