Le premier réseau social de cerveaux permet à trois personnes de se transmettre des pensées dans la tête de l'autre

La capacité d'envoyer des pensées directement au cerveau d'une autre personne relève de la science-fiction. Au moins, il l'était.

Ces dernières années, les physiciens et les neuroscientifiques ont développé un arsenal d'outils capables de détecter certains types de pensées et de transmettre des informations à leur sujet à d'autres cerveaux. Cela a fait de la communication cerveau à cerveau une réalité.

Ces outils comprennent les électroencéphalogrammes (EEG) qui enregistrent l'activité électrique dans le cerveau et la stimulation magnétique transcrânienne (TMS), qui peut transmettre des informations au cerveau.

En 2015, Andrea Stocco et ses collègues de l'Université de Washington à Seattle ont utilisé cet équipement pour connecter deux personnes via une interface cerveau à cerveau. Les gens ont ensuite joué à un jeu de type 20 questions.

Une prochaine étape évidente consiste à permettre à plusieurs personnes de se joindre à une telle conversation, et aujourd'hui Stocco et ses collègues ont annoncé qu'ils y sont parvenus en utilisant un premier réseau cerveau-cerveau au monde. Le réseau, qu'ils appellent BrainNet, permet à un petit groupe de jouer à un jeu collaboratif de type Tetris. Nos résultats soulèvent la possibilité de futures interfaces cerveau à cerveau qui permettent la résolution coopérative de problèmes par les humains en utilisant un « réseau social » de cerveaux connectés, disent-ils.

La technologie derrière le réseau est relativement simple. Les EEG mesurent l'activité électrique du cerveau. Ils consistent en un certain nombre d'électrodes placées sur le crâne qui peuvent capter l'activité électrique dans le cerveau.

Une idée clé est que les gens peuvent modifier les signaux que leur cerveau produit relativement facilement. Par exemple, les signaux cérébraux peuvent facilement être entraînés par des signaux externes. Ainsi, regarder une lumière clignoter à 15 hertz amène le cerveau à émettre un signal électrique puissant à la même fréquence. Le fait de porter l'attention sur une lumière clignotant à 17 Hz modifie la fréquence du signal cérébral d'une manière qu'un EEG peut repérer relativement facilement.

Le TMS manipule l'activité cérébrale en induisant une activité électrique dans des zones cérébrales spécifiques. Par exemple, une impulsion magnétique focalisée sur le cortex occipital déclenche la sensation de voir un flash lumineux, appelé phosphène.

Ensemble, ces appareils permettent d'envoyer et de recevoir des signaux directement vers et depuis le cerveau. Mais personne n'a créé un réseau qui permette la communication de groupe. Jusqu'à maintenant.

Stocco et ses collègues ont créé un réseau qui permet à trois individus d'envoyer et de recevoir des informations directement dans leur cerveau. Ils disent que le réseau est facilement évolutif et limité uniquement par la disponibilité des appareils EEG et TMS.

Le réseau de preuve de principe relie trois personnes : deux émetteurs et une personne capable de recevoir et d'émettre, le tout dans des pièces séparées et ne pouvant pas communiquer de manière conventionnelle. Le groupe doit résoudre ensemble un jeu de type Tetris dans lequel un bloc qui tombe doit être tourné pour qu'il s'insère dans un espace au bas de l'écran.

Les deux expéditeurs, portant des EEG, peuvent tous deux voir le plein écran. Le jeu est conçu pour que la forme du bloc descendant s'insère dans la rangée du bas, soit s'il est tourné de 180 degrés, soit s'il n'est pas tourné. Les expéditeurs doivent décider lequel et diffuser l'information au troisième membre du groupe.

Pour ce faire, ils font varier le signal produit par leur cerveau. Si l'EEG capte un signal de 15 Hz de leur cerveau, il déplace un curseur vers le côté droit de l'écran. Lorsque le curseur atteint le côté droit, l'appareil envoie un signal au récepteur pour faire tourner le bloc.

Les expéditeurs peuvent contrôler leurs signaux cérébraux en regardant les LED de chaque côté de l'écran, l'une clignotant à 15 Hz et l'autre à 17 Hz.

Le récepteur, relié à un EEG et à un TMS, a une tâche différente. Le récepteur ne peut voir que la moitié supérieure de l'écran Tetris, et peut donc voir le bloc mais pas comment il doit être tourné. Cependant, le récepteur reçoit des signaux via le TMS de chaque expéditeur, disant soit tourner ou ne pas tourner.

Les signaux consistent en un seul phosphène pour indiquer que le bloc doit être tourné ou aucun flash de lumière pour indiquer qu'il ne doit pas être tourné. Le débit de données est donc faible, juste un bit par interaction.

Après avoir reçu des données des deux expéditeurs, le destinataire exécute l'action. Mais surtout, le jeu permet un autre cycle d'interaction.

Les expéditeurs peuvent voir le bloc tomber et peuvent ainsi déterminer si le destinataire a effectué le bon appel et transmettre le prochain plan d'action - soit en rotation ou non - dans un autre cycle de communication.

Cela permet aux chercheurs de s'amuser. Dans certains des essais, ils modifient délibérément les informations d'un expéditeur pour voir si le destinataire peut déterminer s'il doit les ignorer. Cela introduit un élément d'erreur souvent reflété dans des situations sociales réelles.

Mais la question qu'ils étudient est de savoir si les humains peuvent déterminer quoi faire lorsque les débits de données sont si bas. Il s'avère que les humains, étant des animaux sociaux, peuvent faire la distinction entre les informations correctes et fausses en utilisant uniquement le protocole cerveau à cerveau.

C'est un travail intéressant qui ouvre la voie à des réseaux plus complexes. L'équipe affirme que les informations transitent par un réseau sur mesure mis en place entre trois salles de leurs laboratoires. Cependant, il n'y a aucune raison pour que le réseau ne puisse pas être étendu à Internet, permettant aux participants du monde entier de collaborer.

Un serveur d'interface cerveau-cerveau basé sur le cloud pourrait diriger la transmission d'informations entre n'importe quel ensemble d'appareils sur le réseau d'interface cerveau-cerveau et le rendre utilisable à l'échelle mondiale via Internet, permettant ainsi des interactions basées sur le cloud entre les cerveaux à l'échelle mondiale. , disent Stocco et ses collègues. La poursuite de telles interfaces cerveau à cerveau a le potentiel non seulement d'ouvrir de nouvelles frontières dans la communication et la collaboration humaines, mais aussi de nous fournir une compréhension plus profonde du cerveau humain.

Des trucs fascinants!

Réf : arxiv.org/abs/1809.08632 : BrainNet : une interface cerveau-à-cerveau multi-personnes pour une collaboration directe entre les cerveaux

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