La Darpa, l’agence de R&D de l’armée américaine, commence à mettre les bouchées doubles dans le domaine des interfaces cerveau-machine. Elle vient de sélectionner six projets dans le cadre du programme Neural Engineering System Design (NESD), lancé en janvier 2016 avec un budget de 60 millions de dollars sur quatre ans. L’objectif global de ce programme est de concevoir des interfaces cérébrales « haute définition » capables de communiquer directement avec un million de neurones à la fois, un niveau de précision jamais atteint jusqu’à présent.
Jusqu’à présent, la mesure d’activité cérébrale se fait en général sur 500 neurones, ce qui nécessite un grand nombre d’électrodes. Pour atteindre le million de neurones, il faudrait mettre à mal la loi de Stevenson, sorte de loi de Moore du secteur. Elle veut que le nombre de neurones enregistrés double tous les 7,4 ans…
Quoi qu’il en soit, la bonne surprise de cette annonce de la Darpa est que l’un des projets soutenu est d’origine française (cocorico !). Il est mené par les chercheurs Jose-Alain Sahel et Serge Picaud, dans le cadre de la Fondation Voir et Entendre et de son Institut de la vision. Leur but est de créer une « rétine artificielle haute définition » qui serait connectée aux neurones du cortex visuel par l’intermédiaire d’implants électroniques.
Circuits intégrés et stations relais
Deux autres projets se concentrent également sur le domaine de la vision. Le laboratoire John B. Pierce veut développer « un système d’interface dans lequel des neurones modifiés capables de bioluminescence et réceptifs à la stimulation optogénétique communiquent avec une prothèse tout-optique pour le cortex visuel ».
Ce projet sera mené par le Dr. Vincent Pieribone. Pour sa part, l’université de Colombia veut développer, sous la houlette du Dr. Ken Shepard, une « interface bioélectrique non pénétrante » pour le cortex visuel. L’idée est de poser sur ce dernier un circuit semi-conducteur métal-oxyde (CMOS) qui communiquerait avec une « station relais » portée sur la tête. Voici une vidéo de présentation (en anglais) des recherches du laboratoire de Ken Shepard.
Les circuits intégrés CMOS font également partie de la trousse à outils de la société Paradromics qui veut s’appuyer sur ce type de composants électroniques pour développer « une interface corticale haut débit » pour « l’enregistrement et la stimulation à haute résolution des neurones ».
Plus original, le projet de l’université de Berkeley en Californie veut créer un « microscope holographique plénoptique » capable de « détecter et stimuler jusqu’à un million de neurones dans le cortex cérébral ».
Un réseau sans fil dans le cerveau
Enfin, l’université Brown se focalise sur la voix, le langage et la perception auditive. Un domaine qu’elle compte explorer au travers d’une interface constituée de 10.000 « neurograins », des capteurs de la taille d’un petit grain de sel qui seront implantés sur ou dans le cortex cérébral. Ils seraient alimentés de manière passive par des ondes électromagnétiques diffusées par un « patch électronique » que l’on porterait sur la tête et qui servirait en même temps de « hub » de communication. « Ce que nous développons est essentiellement un réseau sans fil microscopique dans le cerveau ce qui nous permettra de communiquer directement avec des neurones à un niveau jusqu’alors impossible. La compréhension que nous pouvons gagner d’un tel système nous mènera, on l’espère, vers de nouvelles stratégies thérapeutiques », explique Arto Nurmikko, professeur à l’université de Brown. Ce système aura « des capacités de lecture et d’écriture » sur les neurones, précise l’organisme de recherche.
La Darpa n’est pas la seule organisation à s’être lancée dans la course aux interfaces cerveau-machine. En mars dernier, l’entrepreneur Elon Musk a créé Neuralink dont l’objectif est de relier nos cerveaux aux machines afin de pouvoir « fusionner l’intelligence biologique et l’intelligence numérique ».
En avril dernier, Facebook a également présenté ses objectifs en la matière, à l’occasion de la conférence F8. L’interface neuronale que souhaite créer le réseau social ne serait pas intrusif et s’appuierait sur des techniques d’imagerie. Mais on n’en sait pas beaucoup plus à ce stade. Un autre acteur en vue dans ce domaine est Kernel, une société créée en 2016 qui veut implanter des puces dans les cerveaux pour combattre des dysfonctionnements ou des maladies cérébrales. Plus récemment, enfin, OpenWater, une start-up, fondée par Mary Lou Jepsen, s’est lancée à l’assaut de notre cerveau en optant pour une solution non-invasive et très originale. Elle espère offrir à l’humanité la télépathie d’ici moins de dix ans.
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