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Humains télécommandés
C'est une pensée dérangeante : pouvoir contrôler à distance la façon dont une personne se déplace en appuyant sur un bouton. Mais les scientifiques ont déjà réussi à faire exactement cela – mais pas avec le même répertoire de mouvements complexes que, disons, un enfant de neuf ans expérimenté contrôlant une voiture de course jouet.
Des scientifiques en Australie, au Japon et aux États-Unis tentent de développer des moyens plus raffinés de stimuler l'organe d'équilibre du cerveau - non seulement pour influencer le mouvement, mais aussi pour créer des simulations de réalité virtuelle plus réalistes, ainsi que des prothèses médicales pour aider les personnes à retrouver l'équilibre. troubles.
Les appareils fonctionnent en stimulant le système vestibulaire - un ensemble de minuscules structures juste derrière l'oreille qui maintiennent la tête droite et rendent le monde visuel stable, même lorsqu'une personne marche et regarde autour d'elle. Trois canaux remplis de liquide, appelés canaux circulaires, détectent la rotation de la tête, tandis qu'une autre structure, les otolithes, détecte la direction de la gravité. Les signaux du nerf vestibulaire se rendent au cerveau; par exemple, une fréquence plus élevée de signaux provenant d'une oreille signale que la tête se déplace dans cette direction.
Les scientifiques peuvent stimuler le système vestibulaire avec une petite décharge électrique délivrée juste derrière l'oreille à partir d'un petit appareil externe, déformant les signaux vestibulaires normaux. L'été dernier, des scientifiques japonais des Nippon Telegraph and Telephone Communication Science Laboratories ont fait la démonstration d'un tel dispositif lors d'une conférence technique à Los Angeles. Les volontaires ont mis des écouteurs et un bandeau sur les yeux, tandis que quelqu'un d'autre a appuyé sur les boutons de la télécommande, faisant se faufiler maladroitement le sujet aux yeux bandés dans la pièce.
Mais l'appareil ne fonctionne pas aussi bien qu'une voiture télécommandée. Une secousse rapide d'un côté de la tête donne l'impression que les gens tombent, alors ils corrigent leur équilibre en se déplaçant d'un côté ou de l'autre, créant un type de marche oscillant. Et la personne doit avoir les yeux bandés pour que l'appareil fonctionne, sinon les signaux visuels corrigeront le décalage apparent dans la position de la tête. Cela donne l'impression d'aller dans une certaine direction, mais ce n'est pas vraiment spécifique, explique Steven Moore, scientifique à la Mount Sinai School of Medicine, qui étudie cette stimulation, connue sous le nom de stimulation vestibulaire galvanique. C'est le grand facteur limitant. (Cliquez sur ici pour une vidéo de Moore marchant avec l'appareil.)
Dans la dernière incarnation de la technique, des scientifiques de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud en Australie ont trouvé une solution relativement simple au problème de direction. Ils ont administré les stimulations vestibulaires pendant que les volontaires tournaient leur visage vers le sol ou le ciel. Pour des raisons qui ne sont pas entièrement comprises, cela les a fait pivoter nettement vers la gauche ou la droite lorsqu'ils sont stimulés, sans les vertiges caractéristiques. Comme preuve de ce niveau de contrôle habile, les chercheurs ont guidé des volontaires aux yeux bandés dans les jardins publics de Sydney.
Mais ne vous attendez pas à des humains télécommandés de si tôt. Ce n'est pas très pratique, en raison du manque de spécificité de l'entrée [électrique] et du fait que la stimulation est annulée par l'entrée visuelle, explique Moore. Au lieu de cela, les scientifiques développent des dispositifs pour essayer de rendre les environnements de réalité virtuelle plus réalistes ou pour aider les personnes souffrant de troubles vestibulaires.
Moore développe un appareil pour créer de meilleurs simulateurs de vol pour les astronautes. Un grand pourcentage des atterrissages des navettes spatiales arrivent plus vite que la vitesse cible, dit-il, peut-être parce que les systèmes sensoriels des pilotes se sont adaptés à l'environnement sans gravité de l'espace. Les simulations d'entraînement actuelles sont trop faciles pour ces pilotes, nous utilisons donc [la stimulation électrique] pour perturber la fonction vestibulaire normale et produire des sensations de mouvement illusoires, dit-il. Cette stimulation imite la sensation d'atterrissage de la navette, lorsque les pilotes subissent le passage radical de l'apesanteur à l'hypergravité.
Les appareils appliquant une stimulation vestibulaire pourraient également être utilisés pour aider les personnes souffrant de troubles du système vestibulaire, qui peuvent être causés par des dommages au cours d'une intervention chirurgicale visant à retirer des tumeurs cérébrales ou certains types de médicaments, des lésions cérébrales ou d'autres causes. Les personnes atteintes de déficits vestibulaires ont souvent une oreille qui fonctionne mieux que l'autre, dit Timothy E. Hullar , oto-rhino-laryngologiste à la Washington University School of Medicine à St. Louis. Il serait utile d'avoir un moyen de les équilibrer - comme essayer d'équilibrer les haut-parleurs sur une chaîne stéréo.
D'autres scientifiques développent des dispositifs implantables capables de stimuler les nerfs vestibulaires plus spécifiquement que la stimulation galvanique non invasive. Lorsque vous mettez des coussinets sur la peau, vous pouvez créer la perception que la tête s'incline, mais c'est à peu près aussi précis que possible, dit Charley Della Santina , expert vestibulaire à la John's Hopkins School of Medicine. Mais en implantant des électrodes derrière l'oreille, les chercheurs peuvent stimuler des nerfs individuels et donc envoyer des signaux plus précis au cerveau. Nous voulons créer un implant vestibulaire qui fonctionne comme un implant cochléaire pour remplacer les informations vestibulaires manquantes, explique Daniel Merfeld , un scientifique du Massachusetts Eye and Ear Infirmary à Boston, qui développe également un tel appareil.
Jusqu'à présent, Santina et Merfeld n'ont testé leurs implants que sur des animaux, mais ils disent qu'une version testable sur l'homme pourrait être développée dans les cinq à dix prochaines années.