Grâce aux progrès fulgurants de la technologie, les interfaces cerveau-machine transforment progressivement nos vies. Imaginez : des patients aphasiques capables de nouveau d'exprimer leurs pensées, des personnes paralysées capables de remarcher, voire des humains dotés de « superpouvoirs ». Tout cela ressemble à un scénario de science-fiction, mais cela devient réalité.
Lors d'une diffusion en direct, Musk a déclaré avec assurance que l'objectif ultime des interfaces cerveau-machine n'était pas seulement d'aider les personnes handicapées à retrouver leurs fonctions perdues, mais aussi de conférer des superpouvoirs à l'humanité. En 2016, Arbaugh, paralysé des épaules vers le bas à la suite d'un accident, est devenu le premier bénéficiaire d'une puce implantée par Neuralink, l'entreprise fondée par Musk. Depuis, il contrôle son téléphone et son ordinateur par la pensée, joue à des jeux vidéo, navigue sur internet, joue aux échecs, comme s'il avait des ailes.
Source : Image générée par IA, Midjourney
Neuralink n'est pas la seule entreprise à explorer les interfaces cerveau-machine. De plus en plus de recherches aident les personnes paralysées à la suite de lésions de la moelle épinière, d'accidents vasculaires cérébraux ou de maladies neurologiques à progressivement retrouver leurs capacités. La neurochirurgienne de l'université de Stanford, Aimie Henderson, a déclaré que le succès de l'opération a surpris de nombreux chercheurs, ouvrant une nouvelle voie pleine d'espoir.
Cependant, la route à parcourir reste semée d'inconnues. Musk envisage également de développer un implant bionique pour permettre à l'humanité de rivaliser d'une certaine manière avec la superintelligence artificielle. Rafael Yuste, de l'université Columbia de New York, estime que l'on pourrait à l'avenir manipuler la perception, la mémoire, le comportement, voire l'identité humaine.
Le principe de base des interfaces cerveau-machine consiste à utiliser des plaques métalliques, des fils ou des électrodes pour détecter les signaux électriques émis par les neurones. Ces dispositifs peuvent être implantés dans le cerveau ou placés sur le cuir chevelu, puis envoyer des informations à un ordinateur pour traitement, afin de les convertir en instructions. Les scientifiques explorent cette technologie depuis des décennies. Dès 1998, ils ont implanté la première interface cerveau-machine dans le cerveau de Johnny Ray, un ouvrier du bâtiment presque totalement paralysé à la suite d'un AVC. Ray contrôlait le curseur en imaginant des mouvements de la main. Bien que les performances et la fiabilité de l'appareil de l'époque étaient relativement faibles, cela a ouvert la voie à la recherche sur les interfaces cerveau-machine.
En raison des limitations techniques, les premiers dispositifs nécessitaient souvent de longs réglages et ne permettaient de sélectionner que quelques caractères par minute, avec un taux d'erreur extrêmement élevé. Le cerveau humain contient des milliards de neurones interconnectés de manière complexe, et un petit nombre d'électrodes ne permettait pas de capturer suffisamment d'informations. Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont commencé à chercher des technologies plus avancées, notamment le « tableau d'Utah » inventé par Richard Normann de l'université d'Utah, capable de capturer simultanément les signaux de plusieurs neurones.
Ce « tableau d'Utah » est une puce de 4 mm de côté, recouverte d'environ 100 microélectrodes, capables de pénétrer la couche externe du cerveau. Les chercheurs ont utilisé ce tableau pour suivre la décharge de neurones individuels, enregistrer les données d'environ 100 neurones et observer ainsi l'activité des populations neuronales, contribuant à la restauration de fonctions telles que le mouvement et le langage.
Avec l'approfondissement des recherches, en 2004, les chercheurs de BrainGate, une alliance du BCI (Brain-Computer Interface), ont implanté avec succès le tableau d'Utah chez des patients paralysés, ce qui a fait progresser le domaine. De nombreux volontaires ont subi une intervention chirurgicale et ont utilisé la pensée pour guider un curseur, ouvrir des e-mails, contrôler la télévision, et même boire de l'eau. Plus étonnant encore, les personnes paralysées pouvaient contrôler un bras robotique par « télépathie ».
Les progrès technologiques ont permis aux chercheurs de décoder plus rapidement les signaux cérébraux, établissant de nouveaux records de vitesse de frappe avec des interfaces cerveau-machine. En 2021, Dennis DeGray a atteint une vitesse de 90 caractères par minute grâce au tableau d'Utah. Il envoyait des signaux en imaginant écrire sur du papier, et l'intelligence artificielle décodant ensuite ces signaux pour les convertir en texte. De plus, les chercheurs ont constaté que grâce aux interfaces cerveau-machine, les patients paralysés pouvaient non seulement retrouver des mouvements corporels, mais aussi contrôler ce qu'ils voulaient dire.
Récemment, les chercheurs de l'École polytechnique fédérale de Lausanne ont franchi une nouvelle étape. Ils ont mis au point un réseau d'électroencéphalographie (EEG) moins invasif, capable de lire les signaux du cortex moteur et de les transmettre à un stimulateur médullaire. Cette percée a permis à un patient paraplégique de se tenir debout, de marcher et même de monter les escaliers facilement.
La recherche sur les interfaces cerveau-machine contribue non seulement à la restauration des capacités motrices, mais remet également en question notre compréhension du cerveau, révélant progressivement les liens complexes entre les zones du cortex moteur. Les progrès de cette technologie nous permettent non seulement d'envisager l'avenir avec optimisme, mais aussi d'approfondir nos connaissances sur les mystères du cerveau. Des miracles se produisent, assistons ensemble à ces changements !
