Un cerveau humain commande le cerveau d’une souris

Comment commander le déplacement d’un animal par la force de la pensée ? C’est en voulant relever ce défi digne d’un roman de science-fiction qu’une équipe de chercheurs chinois a réussi à orienter des souris dans un labyrinthe en les guidant par un esprit humain. Zoom sur cette interface neuronale homme-animal mêlant ordinateur, technologie sans fil et électrodes.

Guider un rat dans un labyrinthe par la force de la pensée

Pour mener à bien cette étude, une équipe de chercheurs chinois dirigée par Gang Pan du département des sciences informatiques de l’université de Zhejiang, a tout d’abord équipé des rongeurs d’électrodes neuronales puis les à entraîner longuement pour qu’elles parviennent à s’habituer à un tel équipement invasif.

En effet, pour parvenir à les faire se déplacer grâce à une interface cerveau-cerveau indirecte, les chercheurs les ont transformés en véritable « rat cyborg » avec des électrodes sans fils reliés à un ordinateur (interface cerveau-machine).

Une fois les rats habitués à leur appareillage, six personnes volontaires ont commandé, par la pensée, les mouvements de  six rongeurs à travers un parcours en étoile à 8 branches.

La prouesse ? Les chercheurs sont parvenus à faire sortir les six rats cyborg du labyrinthe en trois minutes, avec un taux de réussite de 90 % sur plus de dix essais.

Ensuite, pour aller plus loin, les chercheurs ont complexifié les parcours. Il s’agissait alors d’un labyrinthe avec des marches à descendre et des virages.

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Les dessous de l’interface neuronale homme-animal

Pour parvenir à guider les animaux à distance, l’équipe de Gang Pan a créé une connexion entre le cerveau de l’animal et celui de l’homme en utilisant des ordinateurs et des programmes informatiques pour transmettre des informations électriques. On parlera de système BBI ou Brain to Brain Interface permettant de capter l’information (activité électrique) provenant du cerveau de l’émetteur (l’homme), de la décoder et de la transformer en une activité électrique qui va générer une activité électrique dans le cerveau du récepteur (souris).

Le système se compose de deux éléments :

• Un casque d’électroencéphalographie (détection, non invasive, des ondes cérébrales) sur l’homme pour détecter l’intention de bouger le bras gauche ou le bras droit générant une commande pour faire tourner l’animal vers la gauche ou vers la droite. Pour faire avancer l’animal, le signal enregistré par l’EEG était le clignement des yeux;
• Des électrodes implantées dans le cerveau des souris et contrôlées par Bluetooth pour capter les signaux électriques du système BBI.

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Les potentielles applications de cette découverte

D’un point de vue fondamental, cette expérience avec l’enregistrement de l’activité du cerveau en temps réel (casque EEG) participa au projet de faire communiquer deux cerveaux humains à distance ou de faire communiquer le cerveau à une machine.

La réalisation de telles prouesses permettent de nombreuses avancées thérapeutiques : envoyer des signaux cérébraux à des prothèses électriques (jambes, bras) pour guider leur mouvement, renforcer l’apprentissage par le neurofeedback (envoyer des informations au cerveau pendant la réalisation d’une tâche)…

Dans cette expérience, cette technologie mise au point par les chercheurs chinois pourrait être utile dans les opérations de recherche et de sauvetage.  Ils soulèvent l’idée d’envoyer des rats cyborgs équipés d’une caméra dans des zones dangereuses (effondrement de bâtiments, galeries souterraines, etc.) et contrôlés à distance par des êtres humains.

Cependant, ce possible contrôle à distance de l’animal par l’homme soulève de nombreuses questions éthiques.

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Julie P., Journaliste scientifique

Sources