Les États-Unis vont financer des interfaces cerveau-ordinateur avancées

Mina Hanna et Abdul Obaid | Université de Stanford

L'affirmation de Matt Angle aurait pu sembler excentrique auparavant : pendant des années, il a insisté sur le fait que la clé pour résoudre l'un des défis les plus insolubles des neurosciences résidait dans une technologie des années 1960 inventée dans la petite nation de Moldavie.

Il est beaucoup plus difficile de rejeter l'approche d'Angle maintenant. Aujourd'hui, le département américain de la Défense a sélectionné la petite société d'Angle basée à San Jose, Paradromics Inc., pour diriger l'un des six consortiums qu'elle soutient avec 65 millions de dollars pour développer des technologies capables d'enregistrer simultanément à partir d'un million de neurones individuels à l'intérieur d'un cerveau humain.

L'enregistrement à partir d'un grand nombre de neurones est essentiel si les ingénieurs veulent un jour créer une liaison de données transparente et à haut débit entre le cerveau humain et les ordinateurs, y compris pour restaurer les sens perdus.

Cet objectif a beaucoup fait les manchettes ces derniers temps. En avril, Elon Musk a annoncé qu'il soutenait Neuralink, une entreprise de 100 millions de dollars travaillant sur une interface cerveau-ordinateur. . Facebook a poursuivi en disant qu'il avait commencé à travailler sur un appareil de pensée-texte pour permettre aux gens de composer silencieusement des e-mails ou des messages.

Les annonces ont fait la une des journaux du monde entier, mais aussi du scepticisme, puisque ni Musk ni Facebook n’ont révélé comment ils réussiraient de tels exploits (voir With Neuralink, Elon Musk Promises Human-to-Human Telepathy. Don’t Believe It.).

Maintenant, les contrats fédéraux, remis par la DARPA, offrent un aperçu des technologies de pointe qui pourraient rendre un modem cérébral vraiment possible. Ils comprennent des circuits flexibles qui peuvent être superposés sur le cerveau, des neurograins sans fil de la taille d'un sable et des microscopes holographiques capables d'observer des milliers de neurones à la fois. Deux autres projets visent à restaurer la vision avec des diodes électroluminescentes recouvrant le cortex visuel du cerveau.

Les interfaces cerveau-ordinateur transmettent des informations hors du cerveau à l'aide de l'électronique. Ici, un gros plan montre comment des fils miniatures sont collés ensemble pour créer un contact électrique. C'est la fin qui reste à l'extérieur du cerveau. Mina Hanna et Abdul Obaid | Université de Stanford

Le transport de Paradromics s'élève à 18 millions de dollars, mais l'argent est accompagné d'une liste d'exigences semblable à celle d'un moonshot - l'implant ne doit pas être beaucoup plus gros qu'un nickel, doit enregistrer à partir d'un million de neurones et doit également être capable de renvoyer le signal dans le cerveau.

Nous essayons de trouver le juste milieu - et je pense que nous l'avons trouvé - entre être à la pointe de la technologie et obtenir autant d'informations à la fois, mais en même temps ne pas être si loin que vous ne pouvez pas l'implémenter , dit Angle.

Depuis qu'ils ont appris à utiliser des électrodes métalliques pour écouter le bavardage électrique d'un seul neurone il y a un siècle, les scientifiques n'ont jamais réussi à enregistrer simultanément plus de quelques centaines à la fois dans un cerveau humain vivant, qui compte environ 80 milliards de neurones en tout. .

Angle, 32 ans, dit avoir rencontré ce problème en tant qu'étudiant diplômé. Il voulait étudier la façon dont les odeurs sont représentées dans le bulbe olfactif, une partie de votre cerveau juste derrière votre nez. Mais l'effort a été entravé par l'absence de tout moyen d'enregistrer à partir de plus d'une poignée de neurones à la fois.

C'est alors qu'un professeur de l'Université Howard, et le père d'un ancien ami d'université d'Angle, a mentionné une société moldave obscure qui avait développé un moyen d'étirer le métal chaud et de produire en masse des bobines de fils isolés extrêmement fins, d'à peine 20 microns d'épaisseur.

La technique, similaire à celle qui produit des brins de fibre optique, est utilisée pour créer des antennes et fabriquer des fils magnétiques que les hôtels peuvent coudre dans des serviettes pour empêcher les clients de les voler. Mais Angle et ses collaborateurs - Andreas Schaefer du Francis Crick Institute et Nick Melosh de l'Université de Stanford - ont réalisé que les matériaux pouvaient leur permettre d'établir un contact électrique avec un grand nombre de cellules cérébrales à la fois.

Aujourd'hui, explique Angle, son équipe commande des bobines de fil, puis regroupe les brins en cordons de 10 000 fils d'épaisseur. Une extrémité des fils peut être aiguisée, créant une surface semblable à une brosse qui peut pénétrer dans le cerveau comme le feraient des aiguilles. Angle dit que l'épaisseur des fils est calibrée de manière à ce qu'elle soit suffisamment solide pour ne pas se déformer lorsqu'elle est poussée dans le cerveau, mais suffisamment fine pour ne pas causer beaucoup de dommages.

Les autres extrémités des fils sont collées ensemble, polies, puis pressées sur un microprocesseur avec des dizaines de milliers de patins d'atterrissage espacés de manière aléatoire, dont certains se lient aux fils. Ces pads détectent les signaux électriques transmis par les fils du cerveau afin qu'ils puissent être comptabilisés et analysés. Angle dit que connecter autant de fils est ce qui a retenu de tels concepts dans le passé.

Dans le cas de Paradromics, l'objectif final est une connexion à haute densité avec le centre de la parole du cerveau qui pourrait permettre à l'entreprise de puiser dans les mots qu'une personne envisage de dire. Mais si la technologie fonctionne, elle pourrait également étendre considérablement la capacité des neuroscientifiques à écouter car de grands ensembles de neurones génèrent des comportements complexes, assemblent des stimuli sensoriels et même créent la conscience elle-même.

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