Un projet financé par la DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), l’agence de recherche du Pentagone, vise la mise au point d’une interface cerveau-machine (ICM) qui pourrait permettre à un individu de transmettre des données de son esprit à un périphérique externe et vice versa. Cela permettrait par exemple à un soldat de contrôler un drone avec sa pensée.Une interface cerveau-machine ou interface neuronale directe désigne un système de communication directe entre un cerveau et un dispositif externe (un ordinateur, un système électronique, etc.). Ces systèmes peuvent être conçus pour assister, améliorer ou réparer des fonctions humaines de cognition ou d'action défaillantes. Ils permettent en effet à un individu d’effectuer des tâches sans passer par l’action des nerfs périphériques et des muscles. Ce type de dispositif permet de contrôler par la pensée un ordinateur, une prothèse ou tout autre système automatisé, sans solliciter ses bras, mains ou jambes. Cette communication peut être unidirectionnelle ou bidirectionnelle.
Après quatre années de financement par la DARPA, le projet développé par le neurologue Tom Oxley et son équipe à l'Université de Melbourne en Australie a fini par aboutir à la mise au point d’un dispositif minuscule injectable baptisé « stentrode ». Celui-ci permet de résoudre un problème crucial dans l’implémentation d’ICM : comment insérer un émetteur dans le cerveau sans percer de trou dans la tête de l'utilisateur. Le placement traditionnel d’implants neuronaux grâce à la chirurgie ouverte du cerveau expose en effet les patients à des risques élevés.
« En réduisant le besoin de chirurgie invasive, le stentrode peut ouvrir la voie à des implémentations plus pratiques de ces types d’applications d’interfaces cerveau-machine qui changent la vie », a déclaré Doug Weber, program manager de la DARPA, dans un communiqué. Les premiers tests ont été effectués avec succès sur des sujets animaux et l’étude a été publiée dans la revue Nature Biotechnology au début du mois de février.
Le stentrode se base sur un stent et contient un réseau d’électrodes. Pour ceux qui sont familiers au milieu de la chirurgie, un stent est un outil thérapeutique que les médecins utilisent pour nettoyer et réparer les vaisseaux sanguins. Le stentrode est injecté dans la circulation sanguine du sujet au niveau du cou. Les chercheurs utilisent alors l'imagerie en temps réel pour guider le stentrode à un endroit précis dans le cerveau, où le stentrode se dilate ensuite et se fixe aux parois du vaisseau sanguin. À cet endroit, il peut rester pendant plusieurs mois à enregistrer et relayer les signaux électriques émis par le cerveau au reste du corps. Un ingénieur neuronal à l'Arizona State University explique en effet que « parce qu’il est situé à l’intérieur des vaisseaux sanguins du cerveau, le stentrode ne sera en mesure d’enregistrer que des signaux électriques provenant de grands groupes de cellules du cerveau ».
Les chercheurs ont également conçu le dispositif de sorte qu’il soit suffisamment flexible pour passer en toute sécurité à travers les vaisseaux sanguins, mais également pour qu’il puisse arriver à destination avant que le réseau d’électrodes puisse sortir du tube de distribution.
Il existe toutefois des dangers associés à la technique utilisée par les chercheurs. Oxley a déclaré à The Daily Beast que tous les stents courent le risque de provoquer des caillots sanguins et accidents vasculaires cérébraux. Mais il estime que l’injection de la stentrode dans une veine (qui transporte le sang vers le cœur) plutôt que d’une artère (qui transporte le sang du cœur) minimise le risque d’accident vasculaire cérébral.
Au stade actuel, le stentrode n’est qu’un prototype qui devrait être amélioré. Les chercheurs prévoient de tester leur invention sur des patients humains dès l’année prochaine au Royal Melbourne Hospital. Une expérimentation militaire pourrait également suivre.
Sources : The Daily Beast, DARPA
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Envoyé par Aurelien Plazzotta
