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

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

Un médicament inverse de manière significative la perte de mémoire

Un médicament mis au point pour le diabète pourrait être utilisé pour traiter la maladie d’Alzheimer après que les scientifiques ont découvert qu’il avait «significativement inversé la perte de mémoire» chez les souris grâce à une triple méthode d’action.

La recherche, publiée dans Brain Research, pourrait apporter des améliorations substantielles dans le traitement de la maladie d’Alzheimer grâce à l’utilisation d’un médicament créé à l’origine pour traiter le diabète de type 2.

Le chercheur principal, le professeur Christian Holscher, de l’université de Lancaster, au Royaume-Uni, a déclaré que le traitement innovant “est clairement prometteur pour devenir un nouveau traitement pour les maladies neurodégénératives chroniques telles que la maladie d’Alzheimer”.

Roger Lenglet : Nanotoxiques et Menace sur nos neurones

La maladie d’Alzheimer est la cause la plus fréquente de démence et les chiffres devraient atteindre deux millions de personnes au Royaume-Uni d’ici à 2051 selon la Société Alzheimer, qui a financé partiellement la recherche.

Dr Doug Brown, directeur de la recherche et du développement à la Société Alzheimer, a déclaré : ” Sans nouveaux traitements en près de 15 ans, nous devons trouver de nouvelles façons de lutter contre la maladie d’Alzheimer. Il est impératif que nous explorions si les médicaments développés pour traiter d’autres conditions peuvent bénéficier aux personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer et d’autres formes de démence. Cette approche de la recherche pourrait rendre beaucoup plus rapide l’obtention de nouveaux médicaments prometteurs pour les personnes qui en ont besoin. “

Bien que les bénéfices de ces médicaments «triple agonistes» n’aient jusqu’ici été trouvés que chez la souris, d’autres études sur des médicaments existants comme le liraglutide ont montré de réelles promesses pour les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer.

C’est la première fois qu’un médicament triple récepteur a été utilisé, il agit de multiples façons pour protéger le cerveau de la dégénérescence. Il combine le GLP-1, GIP et le Glucagon qui sont tous des facteurs de croissance. Il a été démontré que les troubles de la signalisation des facteurs de croissance sont altérés dans le cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer.

L’étude a utilisé des souris APP / PS1, qui sont des souris transgéniques qui expriment des gènes mutés humains responsables de la maladie d’Alzheimer. Ces gènes ont été trouvés chez les personnes qui ont une forme d’Alzheimer qui peut être héréditaire. Des souris transgéniques âgées en stades avancés de neurodégénérescence ont été traitées.

Dans un test de labyrinthe, l’apprentissage et la formation de la mémoire ont été grandement améliorés par le médicament qui :
– a également augmenté les niveaux d’un facteur de croissance du cerveau qui protège le fonctionnement des cellules nerveuses
– réduit la quantité de plaques amyloïdes dans le cerveau liée à la maladie d’Alzheimer
– réduit à la fois l’inflammation chronique et le stress oxydatif
– ralenti le taux de perte de cellules nerveuses

Un médicament pour empêcher le développement des maladies neurodégénératives du cerveau

Le professeur Holscher a déclaré : «Ces résultats très prometteurs démontrent l’efficacité de ces nouveaux médicaments à récepteurs multiples qui ont été initialement développés pour traiter le diabète de type 2, mais qui ont montré des effets neuroprotecteurs cohérents dans plusieurs études.

“Les études cliniques avec une version plus ancienne de ce type de médicament ont déjà montré des résultats très prometteurs chez les personnes atteintes de la maladie d’Alzheimer ou avec des troubles de l’humeur”.

“Nous montrons ici qu’un nouveau médicament triple récepteur est prometteur comme traitement potentiel de la maladie d’Alzheimer, mais d’autres tests de dose-réponse et des comparaisons directes avec d’autres médicaments doivent être effectués afin d’évaluer si ces nouveaux médicaments sont supérieurs aux précédents.”

Le diabète de type 2 est un facteur de risque pour la maladie d’Alzheimer et a été impliqué dans la progression de la maladie. L’insuline altérée a été liée à des processus dégénératifs cérébraux dans le diabète de type 2 et la maladie d’Alzheimer. La désensibilisation à l’insuline a également été observée dans le cerveau de la maladie d’Alzheimer. La désensibilisation pourrait jouer un rôle dans le développement de troubles neurodégénératifs car l’insuline est un facteur de croissance aux propriétés neuroprotectrices.

Lancaster University ; https://doi.org/10.1016/j.brainres.2017.10.012

Elon Musk lance une entreprise pour fusionner votre cerveau avec un ordinateur

Au cas où vous l’auriez manqué, Elon Musk est assez préoccupé par le sort de l’humanité, compte tenu des progrès extrêmes réalisés dans l’intelligence artificielle. Fondamentalement, il craint que l’IA ne nous dépasse un jour. Lorsque cela se produira, il prétend que les humains deviendront probablement des citoyens de deuxième classe (voire des esclaves, ou pire).

En ce moment, des rapports ont fait surface qui affirment qu’il soutient une entreprise d’interface cerveau-ordinateur qui a été fondée pour permettre aux humains de suivre les progrès réalisés dans les machines. L’interface est destinée à fonctionner en augmentant ce qui nous rend humain : notre cerveau.

La découverte vient du Wall Street Journal. Selon eux, l’entreprise Neuralink est encore dans les premiers stades de développement. À cette fin, elle n’a actuellement aucune présence publique. Ce que nous savons, c’est que son but ultime est de créer un dispositif (ou peut-être une série de dispositifs) qui peut être implanté dans le cerveau humain. Ceux-ci serviront à une multitude d’objectifs – la finalité étant d’aider les humains à fusionner avec nos logiciels et à suivre le rythme des intelligences artificielles, de sorte que nous ne soyons pas à la traîne.

Au départ, ces améliorations aideront probablement de manière assez réduite, par exemple en nous aidant à améliorer notre mémoire en créant des dispositifs de stockage amovibles supplémentaires. Ce n’est pas la première fois que nous entendons parler de Musk travaillant sur un tel dispositif. Auparavant, il a mentionné un appareil appelé « neural lace » [lacet neuronal ]. Il a expliqué comment il imaginait que cela fonctionnerait à la Code Conference 2016, que vous pouvez voir ci-dessous :

Sans surprise, Musk n’est pas le seul à s’inquiéter de l’IA. Dans une vidéo publiée par Big Think, Michael Vassar, responsable scientifique principal de MetaMed Research, a déclaré que l’IA nous tuera (littéralement) vraisemblablement : « Si une intelligence artificielle générale supérieure à celle humaine est inventée sans la moindre précaution, il est plus que certain que l’espèce humaine s’éteindra peu de temps après ». Pour faire court, il avertit qu’une IA non contrôlée pourrait éradiquer l’humanité dans le futur.

De même, Stephen Hawking a déclaré que l’IA est l’une des plus grandes menaces pour l’humanité : « Le développement de l’intelligence artificielle pourrait se traduire par la fin de la race humaine. Elle s’envolerait seule et se reconceptualiserait à un rythme toujours croissant. Les humains, qui sont limités par une lente évolution biologique, ne pourraient pas concurrencer et seraient remplacés. »

À cette fin, Musk n’est pas la seule personne qui travaille à faire en sorte que l’humanité puisse suivre l’IA. Le fondateur de Braintree, Bryan Johnson, a investi 100 millions de dollars pour faire une neuroprothèse afin de débloquer le pouvoir du cerveau humain et, finalement, rendre notre code neuronal programmable.

Johnson décrit le but de son travail, affirmant qu’il s’agit de co-évolution :

Notre connexion avec nos nouvelles créations d’intelligence est limitée par des écrans, des claviers, des interfaces gestuelles et des commandes vocales – des modalités d’entrée/sortie contraintes. Nous avons très peu d’accès à notre propre cerveau, limitant notre capacité à co-évoluer avec des machines à base de silicium de manière forte.

Il travaille à changer cela et à assurer une interface transparente avec nos technologies (et notre IA).

Johnson est très clair que son entreprise, Kernel, commencera en faisant des recherches sur le cerveau et en déterminant exactement comment celui-ci fonctionne. Cette recherche, déclare Johnson, est la première étape pour aider les humains à obtenir une égalité permanente avec les machines.

Bien sûr, de telles technologies feront beaucoup plus que permettre aux humains d’interagir avec les machines. Les neuroprothèses pourraient également réparer nos capacités cognitives – ce qui nous permettra de lutter contre les maladies neurologiques telles que la maladie d’Alzheimer, la SLA (sclérose latérale amyotrophique ou maladie de Charcot), la maladie de Parkinson et d’autres conditions qui détruisent notre cerveau…

De tels progrès pourraient nous permettre de fusionner avec des machines, oui, mais ils peuvent aussi nous permettre de programmer littéralement notre code neuronal, ce qui nous permettrait de nous transformer d’une manière que nous ne pouvons même pas imaginer. Bref, nous pourrions nous programmer pour devenir les personnes que nous voulons être. Comme le déclare Johnson, « notre biologie et notre génétique sont de plus en plus programmables; Notre code neuronal est le suivant en ligne. »

Cela ressemble à de la science-fiction, mais c’est basé sur un travail scientifique remarquable. En résumé, les dispositifs en cours de développement fonctionnent en reproduisant la façon dont nos cellules du cerveau communiquent. La technologie envisagée repose sur une recherche académique de 15 ans qui a été financée par le NIH et la DARPA. Alors préparez-vous. La superintelligence humaine n’est qu’une question de temps.

traduction Thomas Jousse

Futurism

Des fils injectables pour fixer le cerveau

Pour traiter les maladies neurologiques, de nouveaux traitements seraient possibles, qui utiliseraient une maille flexible pour stimuler les cellules cérébrales d’un individu.

De l’électronique injectée directement dans le cerveau

Dans un laboratoire situé dans les sous-sols de l’Université d’Harvard, quelques brins de mailles métalliques extrêmement fines ondulent au fond d’un verre d’eau, un peu comme une danse de rubans. Ces mailles de nanofils sont capables de faire quelque chose d’inédit : une fois injectés dans le cerveau d’une souris vivante, ils parviennent, en toute sécurité, à stimuler des neurones et à mesurer le comportement des cellules pendant plus d’un an.

Left: As demonstrated here in water, the mesh is extremely flexible once in the brain.
Right: Out of the brain (or water), the structure goes limp.
© Lieber Research Group, Harvard University

De telles interfaces électroniques dans le cerveau pourraient un jour être essentielles pour des patients atteints de maladies neurologiques telles que le Parkinson. Ces maladies provoquent la mort de groupes de neurones dans une partie du cerveau, et engendrent des tremblements incontrôlables. En envoyant des secousses électriques adaptées et très précisément ciblées dans la région en question, cela peut aider à donner un coup de fouet aux neurones encore vivants et arrêter les symptômes du Parkinson.

Aujourd’hui certains patients peuvent bénéficier d’un traitement par électro-stimulation profonde du cerveau (stimulation cérébrale profonde). Mais ce protocole possède beaucoup de limites. Il consiste à implanter des électrodes rigides et relativement épaisses dans le cerveau. C’est loin d’être idéal dans un organe aussi fragile : après quatre semaines, des cicatrices dans les tissus endommagés apparaissent. Et pour que les électrodes puissent continuer à fonctionner à travers les zones cicatricielles, il faut augmenter le voltage utilisé pour stimuler les neurones. Cela peut être dangereux, et parfois une intervention chirurgicale supplémentaire est nécessaire pour remplacer l’implant.

The device is flexible enough to be injected by a needle. The net-like structure prevents it from disrupting neurons too much once implanted.
© Lieber Research Group, Harvard University

Charles Lieber, pionnier en chimie et en nanomatériaux d’Harvard, avait une autre idée : une interface conductrice dans le cerveau qui imiterait les détails précis du cerveau lui-même. Exactement comme les neurones se connectent entre eux via un réseau avec des zones libres traversées par des protéines et des fluides, le nanomaillage électronique conçu par Lieber laisse de l’espace disponible pour les neurones, plutôt que de repousser ces derniers de chaque côté d’un objet étranger rigide (électrode). « Ce dispositif brouille l’interface entre le système vivant et l’implant » déclare Guosong Hong, post-doctorant au laboratoire de Lieber.

L’extrême flexibilité du maillage, constitué de fils d’or pris en sandwich entre des couches de polymère, est aisément aspirée dans une aiguille afin d’être injecté plutôt que d’être implanté. Cela permet d’éviter une chirurgie invasive. Une partie du maillage reste en surface du cerveau à travers un orifice dans la boîte crânienne. De cette façon, il peut être relié à un ordinateur qui contrôle les impulsions électriques et mesure l’activité neuronale. Mais au final, reconnaît Lieber, le système de contrôle et la source d’énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif pourraient être implantés dans le corps, comme le sont les dispositifs actuels de stimulation cérébrale profonde.

Les chercheurs envisagent bien d’autres usages au-delà de la maladie de Parkinson. Ce système pourrait participer au traitement de la dépression et de la schizophrénie avec plus de précision que les médicaments actuels, qui noient le cerveau entier de produits chimiques et sont à l’origine de nombreux effets secondaires.

Il va sans dire, que ce dispositif devra être testé sur l’homme. L’équipe de Lieber travaille en partenariat avec les médecins du Massachusetts General Hospital et va prochainement commencer les expériences chez les patients souffrant d’épilepsie.

Traduction Virginie Bouetel

MIT Technology Review

L’Homme réparé : La stimulation électrique
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José Delgado et ses dispositifs de contrôle de l’esprit par la stimulation électrique du cerveau
La stimulation magnétique transcrânienne pourrait être utilisée pour contrôler l’esprit, par Michael Persinger
De l’électronique injectée directement dans le cerveau
Un implant cérébral montre le potentiel de l’interface-neuronale (IND) pour le cerveauScientists Just Invented the Neural Lace

Un implant de la taille d’un grain de poussière pourrait surveiller des nerfs en temps réel

Neural dust
Credit: UC Berkeley

Des ingénieurs de l’Université Berkeley ont fabriqué le premier capteur sans-fil, de la taille d’un grain de poussière pouvant être implanté dans le corps humain.

Ces capteurs sans batterie pourraient être utilisés pour stimuler des nerfs et des muscles, cette technologie ouvre aussi la porte à “l’électroceutique[1]” pour traiter les troubles comme l’épilepsie, pour stimuler le système immunitaire ou bien encore diminuer les inflammations.

La soi-disant « poussière » neuronale, que l’équipe a implantée dans les muscles et les nerfs périphériques des rats, est unique du fait que des ultrasons sont utilisés pour actionner et lire les mesures. La technologie des ultrasons est déjà bien développée pour l’usage hospitalier, et les vibrations ultrasonores peuvent pénétrer presque n’importe où dans le corps, contrairement aux ondes radios, disent les chercheurs.

« Je pense que les perspectives à long terme pour les poussières de neurones ne sont pas seulement dans les nerfs et le cerveau, mais sont bien plus larges », dit Michel Maharbiz, professeur agrégé en génie électrique et sciences informatiques. « Avoir accès à la télémétrie à l’intérieur du corps n’a jamais été possible parce qu’il n’y avait aucun moyen d’insérer quelque chose d’extrêmement petit très profondément [dans le corps]. Mais je peux maintenant prendre un grain de rien du tout et le placer à côté d’un nerf ou d’un organe, dans votre appareil digestif ou un muscle, et lire les données télémétriques [qui en ressortent]. »

Les capteurs, que les chercheurs ont déjà miniaturisé à 1 millimètre cube – environ la taille d’un gros grain de sable – contiennent un cristal piézoélectrique qui convertit les vibrations ultrasons venant de l’extérieur du corps en électricité pour alimenter le capteur intégré, qui est en contact avec une fibre nerveuse ou musculaire. Une pointe de tension dans la fibre modifie le circuit et la vibration du cristal, qui change l’écho détecté par le récepteur d’ultrasons, typiquement le même dispositif qui génère des vibrations. Le léger changement, appelé rétrodiffusion (backscatter en anglais), leur permet de déterminer le voltage (la tension).

Tel que rapporté dans la revue Neuron, les chercheurs ont mis sous tension les capteurs passifs toutes les 100 microsecondes avec six pulsions ultrasonores de 540 nanosecondes, ce qui leur a donné une lecture continue en temps réel. Ils ont recouvert la première génération de nœud capteur (dit “mote” en anglais) – 3 millimètres de long, 1 millimètre de haut, et 4/5 millimètres de large – avec de l’époxy chirurgicale, mais ils sont actuellement en train de fabriquer des nœuds capteurs à partir de fines couches biocompatibles qui pourraient durer à l’intérieur du corps sans dégradation pendant une décennie ou plus.

Tandis que les expériences à ce jour ont porté sur le système nerveux et les muscles périphériques, les grains de poussière neuronaux pourraient fonctionner aussi bien dans le système nerveux central et le cerveau pour contrôler des prothèses. Les électrodes implantables d’aujourd’hui se dégradent en une ou deux années, et se connectent toutes via des fils passant à travers des trous dans le crâne. Les capteurs sans-fil – de plusieurs douzaines à une centaine – pourraient être scellés à l’intérieur, évitant ainsi les infections et les mouvements incontrôlés des électrodes.

« Le but originel du projet de poussière neuronale (the neural dust project) était d’imaginer la prochaine génération d’interfaces cerveau-machine, et d’en faire une technologie clinique viable », dit l’étudiant diplômé de neuroscience Ryan Neely. « Si un paraplégique veut contrôler un ordinateur ou un bras robotisé, vous n’auriez qu’à implanter cette électrode dans le cerveau et elle durerait toute une vie. »

Neural Dust System Overview
(A) An external transducer powers and communicates with a neural dust mote placed remotely in the body. Driven by a custom transceiver board, the transducer alternates between transmitting a series of pulses that power the device and listening for reflected pulses that are modulated by electrophysiological signals.
(B) A neural dust mote anchored to the sciatic nerve in an anesthetized rat. Inset shows neural dust mote with optional testing leads.
(C) Components of a neural dust mote. The devices were assembled on a flexible PCB and consist of a piezoelectric crystal, a single custom transistor, and a pair of recording electrodes.
(D) The transceiver board consisted of Opal Kelly FPGA board, application-specific integrated circuit (ASIC) board (Seo et al., 2015, Tang et al., 2015), and the transducer connector board.

De plus en plus petit

Dans un précédent article publié en 2013, les chercheurs estimaient qu’ils pourraient miniaturiser les capteurs d’un cube de 50 microns de chaque côté – environ 2/1000 millième d’un pouce, soit la moitié de la largeur d’un cheveu humain. À cette taille, les nœuds capteurs pourraient nicher à seulement quelques axones des nerfs et enregistrer en continu leur activité électrique.

« Les capteurs sont assez petits pour avoir une bonne application dans le système nerveux périphérique, pour le contrôle de la vessie ou la suppression de l’appétit, par exemple », explique le co-auteur Jose Carmena, professeur en génie électrique et sciences informatiques. « La technologie n’est pas encore tout à fait là pour arriver à la taille visée de 50 microns, dont nous aurions besoin pour le cerveau et le système nerveux central. Une fois que cela sera cliniquement prouvé, la poussière neuronale remplacera les électrodes filaires. À ce moment, une fois que vous fermez le cerveau, vous avez fini. »

L’équipe travaille maintenant à miniaturiser davantage le dispositif, trouver des matériaux biocompatibles, et à améliorer l’émetteur-récepteur de surface qui envoie et reçoit les ultrasons, idéalement en utilisant la technologie d’orientation (de balayage) de faisceaux pour focaliser les ondes sonores sur des nœuds capteurs individuels. Ils sont en train de construire de petits sacs à dos pour les rats pour maintenir l’émetteur-récepteur à ultrasons qui enregistre les données des nœuds capteurs implantés.

Pourquoi des ultrasons ?

Ils travaillent également à élargir la capacité des nœuds capteurs à détecter des signaux non-électriques, tels que les niveaux d’oxygène ou le taux d’hormones.

« Le plan est d’implanter ces grains de poussière neuronaux (neural dust motes) partout dans le corps, et d’avoir un patch sur l’emplacement implanté envoyant des ondes par ultrasons pour réveiller et recevoir les informations nécessaires en provenance des nœuds capteurs pour le traitement souhaité que vous voulez », dit Dongjin Seo, un étudiant diplômé en ingénierie électrique et sciences informatiques. « Finalement vous pouvez utiliser plusieurs implants et un seul patch qui cingleraient (that would ping) chaque implant individuellement, ou tous en même temps ».

Les chercheurs ont conçu l’idée de poussière neuronale il y a environ cinq ans, mais les tentatives pour alimenter un dispositif implantable et lire les données en utilisant des ondes radio ont été décevantes. [Les ondes] radio s’atténuent très vite avec la distance dans les tissus, de sorte que communiquer avec des dispositifs profonds dans le corps serait difficile sans utiliser le rayonnement à haute intensité potentiellement dangereuse.

Marharbiz a eu l’idée des ultrasons, et publie en 2013 un document décrivant comment un tel système pourrait fonctionner. « Notre première étude a démontré que la physique fondamentale des ultrasons permettait l’utilisation de très petits implants qui pourraient enregistrer et communiquer les données neuronales », dit Maharbiz. Lui et ses étudiants ont aujourd’hui créé ce système.

« L’ultrason est beaucoup plus efficace quand vous avez des dispositifs qui sont à l’échelle millimétrique ou plus petits et qui sont incorporés profondément dans le corps », dit Seo. « Vous pouvez obtenir beaucoup de puissance et transférer beaucoup plus efficacement de l’énergie et de la communication en utilisant les ultrasons, par opposition aux ondes électromagnétiques, ce qui a été la méthode d’utilisation de transfert d’énergie sans fil dans des implants miniatures. »

« Maintenant que vous avez un capteur neuronal fiable, peu invasif dans le corps, la technologie pourrait devenir le conducteur pour toute une gamme d’applications, des choses qui aujourd’hui n’existent même pas », dit Carmena.

La Defense Advanced Research Projects Agency of the Department of Defense (DARPA) a soutenu les travaux.

via Futurity, Source: UC Berkeley

Original Study DOI: 10.1016/j.neuron.2016.06.034

Traduction Thomas Jousse

Note :

[1] Stimulation non invasive du nerf vague (nVNS) pour le traitement de plusieurs troubles des domaines neurologique, psychiatrique, gastro-entérologique et autres.

L’électroceutique ou bioélectronique qui allie biologie, informatique, science des matériaux et nanotechnologie en liaison avec le réseau électrique naturel du corps. En y ajoutant la science du cerveau et de l’intelligence artificielle, on touche à la cognitique pour créer les NBIC. On en vient à modéliser le vivant au milliardième de mètres, et Glaxo-Smith-Kline (GSK) est leader en ce domaine. On prévoit des nano circuits réparateurs, auto dissolvants à la chaleur du corps, une fois leur mission achevée. Les recherches sont concentrées actuellement sur l’asthme, puis le diabète. Concrètement, il s’agit d’un « dispositif sans fil implantable qui permettrait d’enregistrer, de stimuler et de bloquer les signaux neuronaux sur un seul organe » selon Stéphane MARCHAND, Rédacteur en chef de ParisTechReview.

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