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Edito : Commander une machine par la pensée : le rêve devient réalité

Il y a quatre ans et demi, en juillet 1999, je vous rendais compte dans l'éditorial d'@RT Flash d'une fascinante expérience qui avait eu lieu dans les laboratoires de la MCP Mahnemann School of Medicine à Philadelphie ; (voir mon édito n°59 http://www.tregouet.org/lettre/1999/Lettre59-Au.html). Au cours de cette expérience, des chercheurs américains étaient parvenus à identifier chez le rat les populations de neurones les plus actives dans le cortex en utilisant la technique dite PCA (Principal Component Analysis). En additionnant l'activité des neurones sélectionnés, ils avaient produit, par transformations mathématiques incluant des réseaux neuronaux, un signal unique appelé "neural population function" (NPF). Ils avaient enfin réussi à substituer chez le rat ce signal "neurobiotique" à l'action mécanique consistant à presser le levier pour obtenir de l'eau. Après une période d'apprentissage, les rats étaient capables d'obtenir de l'eau sans aucun mouvement du levier, en utilisant uniquement leur pensée, et, pour l'un d'entre eux, sans même une pression de la patte, celle-ci reposant simplement sur le levier. Cette étude avait démontré pour la première fois que l'information extraite simultanément grâce à l'enregistrement de populations de neurones dans le cerveau pouvait être utilisée pour diriger proportionnellement un dispositif externe en temps réel. Mais entre le fait de montrer que des rats peuvent actionner un simple levier, grâce à l'action d'une activité cellulaire, et celui de permettre à des mammifères supérieurs de contrôler de manière continue un membre artificiel complexe, il restait un pas considérable à franchir. C'est précisément ce pas décisif qui vient d'être franchi au travers de deux expériences complémentaires, l'une chez le singe (voir article dans la rubrique médecine de notre lettre 261 du 17 octobre 2003) et l'autre chez l'homme (voir article dans la rubrique neurosciences de la lettre 262 du 25 octobre 2003). Dans la première expérience, réalisée par des chercheurs de l'université de Duke (Caroline du Nord), des singes, dotés d'implants cérébraux, sont parvenus à faire bouger un bras robotisé uniquement par la pensée. Les chercheurs ont implanté une série d'électrodes minuscules dans le cerveau de deux singes, puis leur ont confié une manette qui contrôlait un bras robotisé. En échange d'une gorgée de jus de fruits, les singes se sont entraînés à manipuler la manette, pendant qu'un ordinateur enregistrait les signaux émis par leur cerveau. Dans un deuxième temps, la manette a été débranchée et le bras robotisé, qui se trouvait dans une autre pièce, a été directement contrôlé par les singes, via les signaux cérébraux émis par les électrodes. Les primates ont donc fini par ne plus se servir du "joystick" et ont appris, à la stupéfaction des chercheurs, à utiliser directement leur cerveau pour contrôler le bras robotisé. Les singes sont non seulement parvenus à corriger leurs erreurs mais ont également été capables de commander le bras articulé du robot avec une très grande précision, à partir de leur seule activité cérébrale, pour reproduire les mouvements de localisation et de préhension de la main. Des êtres humains ont déjà été équipés de tels implants cérébraux qui leur permettent, par exemple, de contrôler par la pensée le curseur d'un écran d'ordinateur. Toutefois, les implants utilisés dans l'expérience de l'université de Duke étaient plus petits et la tâche accomplie était plus complexe. Les chercheurs de Duke consacrent maintenant leurs études à des applications humaines, qui pourraient voir le jour d'ici seulement deux ans. Dans la seconde expérience, rendue publique il y a quelques jours, des médecins autrichiens ont permis à un jeune homme de saisir des objets de sa main gauche paralysée, grâce à un ordinateur capable de lire ses pensées (voir article dans la rubrique neurosciences de la lettre 262). Dans cette expérience, des électrodes placées sur la tête du jeune homme captaient les impulsions électriques du cerveau et les transmettaient à un ordinateur qui analysait le mouvement souhaité puis transmettait des impulsions électriques aux muscles pour les activer, a résumé le professeur Gert Pfurtscheller, qui dirige l'Institut de technique électro et biomédicale de l'Université technique de Graz. Après des mois d'entraînement, le paraplégique de 22 ans "est désormais capable avec sa main gauche d'attraper seul un objet et de le relâcher, de manger et de boire", s'est félicité le médecin. Pour l'instant, il ne s'agit que d'un seul mouvement de la main bien défini mais il n'existe aucune raison de penser qu'avec un entraînement approprié il ne soit pas possible de maîtriser d'autres mouvements plus complexes. Un projet de recherche avec les Etats-Unis vise à développer d'ici quatre ans une technologie similaire mais suffisamment légère pour accompagner le patient. Des électrodes implantées directement dans le cerveau enverront par les ondes des signaux à un ordinateur portatif. Ces deux expériences tout à fait extraordinaires, mais scientifiquement rigoureuses, ouvrent évidemment, pour un avenir bien plus proche qu'on ne l'imaginait, des perspectives thérapeutiques révolutionnaires pour de nombreuses personnes paralysées ou handicapées par l'âge ou la maladie. Mais au-delà des retombées médicales, ces expériences confirment que l'homme est capable, à l'aide d'un "entraînement neuronal" approprié, de commander directement par la pensée non seulement des mouvements simples mais aussi des tâches beaucoup plus complexes et élaborées. Les perspectives d'application de ces potentialités de notre cerveau sont tout simplement immenses car elles concernent, à terme, l'ensemble des activités humaines. Si ces recherches sont destinées en priorité à offrir aux personnes paralysées de nouveaux espoirs thérapeutiques, rien n'interdit d'imaginer que de tels dispositifs puissent également être utilisés pour commander machines et ordinateurs, ou conduire nos voitures, directement par la pensée. Grâce à une connaissance de plus en plus fine du fonctionnement de notre cerveau, et aux fantastiques progrès de l'électronique et de l'informatique en matière d'analyse et de traitement du signal, l'homme est sur le point de réaliser un vieux rêve, considéré il y a peu de temps encore comme inaccessible, agir directement sur son environnement par la pensée et ouvrir ainsi à son champ d'action de nouveaux et fascinants horizons. Par ces expériences encore inimaginables il y a peu, l'Homme s'apprête à faire un nouveau bond vers le futur. Puisse-t-il toujours user au mieux des pouvoirs nouveaux qui lui sont ainsi donnés...

René TRÉGOUËT

Sénateur du Rhône

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