Dans une autre étude révolutionnaire publiée l’année dernière, Jaimie Henderson et plusieurs collègues, dont Francis Willett, ingénieur biomédical, et Krishna Shenoy, ingénieur électricien, ont rapporté une approche tout aussi impressionnante mais totalement différente de la communication par interface neuronale. Les scientifiques ont enregistré des neurones s’activant dans le cerveau de Dennis DeGray alors qu’il se visualisait en train d’écrire des mots avec un stylo sur un bloc-notes, essayant de recréer les mouvements de la main distincts requis pour chaque lettre. Il a écrit mentalement des milliers de mots afin que le système reconnaisse de manière fiable les modèles uniques d’activité neuronale spécifiques à chaque lettre et produise des mots sur un écran. « On apprend vraiment à détester les M au bout d’un moment », m’a-t-il dit avec la bonne humeur caractéristique. En fin de compte, la méthode a été extrêmement efficace. DeGray a pu taper jusqu’à 90 caractères ou 18 mots par minute, soit plus du double de la vitesse de ses efforts précédents avec un curseur et un clavier virtuel. Il est le dactylographe mental le plus rapide du monde. “Parfois, je vais si vite que c’est juste un gros flou”, a-t-il déclaré. “Ma concentration atteint un point où il n’est pas rare qu’ils me rappellent de respirer.”
Les réalisations dans les interfaces cerveau-ordinateur à ce jour reposent sur un mélange de technologies invasives et non invasives. De nombreux scientifiques dans le domaine, y compris ceux qui travaillent avec DeGray, s’appuient sur un réseau d’électrodes à pointes intégrées chirurgicalement produites par une société basée dans l’Utah, Blackrock Neurotech. L’Utah Array, comme on l’appelle, peut différencier les signaux des neurones individuels, offrant un contrôle plus précis des appareils connectés, mais la chirurgie qu’il nécessite peut entraîner une infection, une inflammation et des cicatrices, ce qui peut contribuer à une éventuelle dégradation de la force du signal. Les interfaces qui résident à l’extérieur du crâne, comme les casques qui dépendent de l’EEG, sont actuellement limitées à l’écoute clandestine du déclenchement collectif de groupes de neurones, sacrifiant la puissance et la précision pour la sécurité. Pour compliquer encore la situation, la plupart des interfaces neuronales étudiées en laboratoire nécessitent du matériel encombrant, des câbles et un entourage d’ordinateurs, alors que la plupart des interfaces disponibles dans le commerce sont essentiellement des télécommandes pour des jeux vidéo, des jouets et des applications rudimentaires. Ces casques commerciaux ne résolvent aucun problème réel, et les systèmes les plus puissants des études cliniques sont trop peu pratiques pour une utilisation quotidienne.
Avec ce problème à l’esprit, la société Neuralink d’Elon Musk a développé une gamme de fils de polymère flexibles parsemés de plus de 3 000 électrodes minuscules connectées à une radio sans fil et à un processeur de signal de la taille d’une bouteille, ainsi qu’à un robot capable d’implanter chirurgicalement les fils dans le cerveau, en évitant les vaisseaux sanguins pour réduire l’inflammation. Neuralink a testé son système sur des animaux et a déclaré qu’il commencerait les essais sur l’homme cette année.
Synchron, basée à New York, a développé un appareil appelé Stentrode qui ne nécessite pas de chirurgie à cerveau ouvert. Il s’agit d’un réseau d’électrodes tubulaires auto-expansibles de quatre centimètres, qui est inséré dans l’un des principaux vaisseaux sanguins du cerveau via la veine jugulaire. Une fois en place, une Stentrode détecte les champs électriques locaux produits par des groupes de neurones proches dans le cortex moteur et relaie les signaux enregistrés à un émetteur sans fil intégré dans la poitrine, qui les transmet à un décodeur externe. En 2021, Synchron est devenue la première entreprise à recevoir l’approbation de la FDA pour mener des essais cliniques humains d’une interface cerveau-ordinateur implantable en permanence. Jusqu’à présent, quatre personnes présentant divers niveaux de paralysie ont reçu des stentrodes et les ont utilisées, certaines en combinaison avec le suivi oculaire et d’autres technologies d’assistance, pour contrôler des ordinateurs personnels sans surveillance à la maison.
Philip O’Keefe, 62 ans, de Greendale, Australie, a reçu une Stentrode en avril 2020. En raison de la sclérose latérale amyotrophique (SLA), O’Keefe ne peut marcher que sur de courtes distances, ne peut pas bouger son bras gauche et perd la capacité de parler clairement . Au début, a-t-il expliqué, il a dû se concentrer intensément sur les mouvements imaginaires nécessaires pour faire fonctionner le système – dans son cas, penser à bouger sa cheville gauche pendant différentes durées. “Mais plus vous l’utilisez, plus c’est comme faire du vélo”, a-t-il déclaré. « Vous arrivez à un stade où vous ne réfléchissez pas trop au mouvement que vous devez faire. Vous pensez à la fonction que vous devez exécuter, qu’il s’agisse d’ouvrir un e-mail, de faire défiler une page Web ou de taper des lettres. En décembre, O’Keefe est devenu la première personne au monde à publier sur Twitter en utilisant une interface neurale : “Pas besoin de frappes ou de voix”, a-t-il écrit mentalement. “J’ai créé ce tweet juste en y pensant. #helloworldbci”
Thomas Oxley, neurologue et PDG fondateur de Synchron, pense que les futures interfaces cerveau-ordinateur se situeront quelque part entre le LASIK et les stimulateurs cardiaques en termes de coût et de sécurité, aidant les personnes handicapées à retrouver la capacité de s’engager avec leur environnement physique et un environnement numérique en pleine évolution. « Au-delà de cela », dit-il, « si cette technologie permet à quiconque de mieux interagir avec le monde numérique qu’avec un corps humain ordinaire, c’est là que cela devient vraiment intéressant. Pour exprimer une émotion, pour exprimer des idées, tout ce que vous faites pour communiquer ce qui se passe dans votre cerveau doit passer par le contrôle des muscles. Les interfaces cerveau-ordinateur vont à terme permettre un passage de l’information qui va au-delà des limites du corps humain. Et de ce point de vue, je pense que la capacité du cerveau humain va en fait augmenter.
